Het verband tussen spectroscopische eigenschappen van fluorescente proteïnen en hun kristalstructuur: op weg naar een rationeel ontwerp van fluorescente proteïnen voor superresolutiemicroscopie.

Voor de visualisatie van subcellulaire systemen wordt vandaag de dag vaak superresolutie fluorescentie microscopie gebruikt. Dit omvat een groep van technieken die voornamelijk gebaseerd zijn op het specifieke dynamische gedrag van fluorescente labels, en elk hun eigen voor-en nadelen hebben. De combinatie van verschillende technieken (multimodale superresolutie miscoscopie) zal daardoor zeer complementaire informatie opleveren. Een voorbeeld hiervan is de combinatie van PhotoActivated Localization Microscopy (PALM) en PhotoChromic Stochastic Optical Fluctuation Imaging (pcSOFI). Om dit toe te laten zijn veeleisende fluorescente labelsnodig. Het inbouwen van de gewenste dynamische eigenschappen in fluorescente labels via random mutagenese en directed evolution is echter een zeer tijdrovend proces. Om de fluorescente proteïnen op een meer rationele manier te ontwikkelen is extra kennis nodig, die echter vandaag de dagniet voorhanden is. Daarom zal gedurende het doctoraatsproject de relatie tussen de moleculaire structuur en fotoschemische en fotofysische functionaliteiten van dynamische fluorescente proteïnen worden bestudeerd. Deze studie zal bestaan uit cycli van mutagenese, karakterisatie, kristallisatie, structuurbepaling en statistische analyse. De kennis die hierdoor verworven wordt, zal uiteindelijk leiden tot het rationeel ontwerp van geschikte fluorescente proteïnen voor multimodale superresolutiemicroscopie. 

Trefwoorden:Protein design, Protein crystallography, Multimodal superresolution Fluorescence

Disciplines:Biochemie en metabolisme, Medische biochemie en metabolisme, Systeembiologie

Project type:PhD project