Photophysics of green and red fluorescent proteins: Implications for quantitative microscopy

Methods in Enzymology

Volumn 360, Issue , 2003, Pages 178-201

  Subramaniam, Vinod ^d   Hanley, Quentin S ^b   Clayton, Andrew H A ^a   Jovin, Thomas M ^c  

^a ROYAL MELBOURNE HOSPITAL   (Australia)

^b UNIVERSITY OF THE WEST INDIES   (Jamaica)

^c MAX PLANCK INSTITUTE FOR BIOPHYSICAL CHEMISTRY   (Germany)

^d ASTRAZENECA   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GREEN FLUORESCENT PROTEIN; HYBRID PROTEIN; RED FLUORESCENT PROTEIN;

ANISOTROPY; ARTICLE; BLEACHING; CALCULATION; CHROMATOPHORE; DYNAMICS; ENERGY TRANSFER; ESCHERICHIA COLI; FLAME PHOTOMETRY; FLUORESCENCE MICROSCOPY; FLUORESCENCE SPECTROSCOPY; IMAGE ANALYSIS; NONHUMAN; OLIGOMERIZATION; PHOTOCHEMICAL QUENCHING; PHYSICS; POLARIZATION; PRIORITY JOURNAL; PROTEIN CONTENT; PROTEIN PROTEIN INTERACTION; QUANTITATIVE ANALYSIS; SIGNAL TRANSDUCTION; STOICHIOMETRY;

ESCHERICHIA COLI;

EID: 0142198626     PISSN: 00766879     EISSN: None     Source Type: Book Series    
DOI: 10.1016/S0076-6879(03)60110-2     Document Type: Article

References (105)

1. M. V. Matz, A. F. Fradkov, Y. A. Labas, A. P. Savitsky, A. G. Zaraisky, M. L. Markelov, and S. A. Lukyanov, Nat. Biotechnol. 17, 969 (1999).
2. R. Y. Tsien, Annu. Rev. Biochem. 67, 509 (1998).
3. P. M. Conn, ed., Methods Enzymol. 302 (1999).
4. K. F. Sullivan and S. A. Kay, ed., Methods Cell Biol. 58 (1999).
5. M. Chalfie and S. Kain, "Green Fluorescent Protein: Properties, Applications and Protocols." Wiley-Liss, New York, 1998.
6. T. Misteli and D. L. Spector, Nat. Biotechnol. 15, 961 (1997).
7. A. Miyawaki and R. Y. Tsien, Methods Enzymol. 327, 472 (2000).
8. J. Lippincott-Schwartz, T. H. Roberts, and K. Hirschberg, Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 16,557 (2000).
9. A. Honda, S. R. Adams, C. L. Sawyer, V. Lev-Ram, R. Y. Tsien, and W. R. G. Dostmann, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 2437 (2001).
10. M. Zaccolo and T. Pozzan, IUBMB Life 49, 375 (2000).
11. J. Llopis, S. Westin, M. Ricote, J. H. Wang, C. Y. Cho, R. Kurokawa, T. M. Mullen, D. W. Rose, M. G. Rosenfeld, R. Y. Tsien, and C. K. Glass, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97, 4363 (2000).
12. R. M. Siegel, J. K. Frederiksen, D. A. Zacharias, F. K. M. Chan, M. Johnson, D. Lynch, R. Y. Tsien, and M. J. Lenardo, Science 288, 2354 (2000).
13. S. Matsuyama, J. Llopis, Q. L. Deveraux, R. Y. Tsien, and J. C. Reed, Nat. Cell Biol. 2, 318 (2000).
14. F. S. Wouters, P. J. Verveer, and P. I. Bastiaens, Trends Cell Biol. 11, 203 (2001).
15. P. J. Verveer, F. S. Wouters, A. R. Reynolds, and P. I. Bastiaens, Science 290, 1567 (2000).
16. T. Ng, D. Shima, A. Squire, P. I. Bastiaens, S. Gschmeissner, M. J. Humphries, and P. J. Parker, EMBO J 18, 3909 (1999).
17. G. J. Palm and A. Wlodawer, Methods Enzymol. 302, 378 (1999).
18. D. L. Moon, M. G. Erickson, and D. T. Yue, Biophys. J. 80, 362a (2001).
19. H. Mizuno, A. Sawano, P. Eli, H. Hama, and A. Miyawaki, Biochemistry 40, 2502 (2001).
20. G. S. Baird, D. A. Zacharias, and R. Y. Tsien, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97, 11984 (2000).
21. S. Jakobs, V. Subramaniam, A. Schonle, T. M. Jovin, and S. W. Hell, FEBS Lett. 479, 131 (2000).
22. V. Subramaniam, Biophys. J. 80, 7a (2001).
23. F. Malvezzi-Campeggi, M. Jahnz, K. G. Heinze, P. Dittrich, and P. Schwille, Biophys. J. 81, 1776 (2001).
24. A. A. Heikal, S. T. Hess, G. S. Baird, R. Y. Tsien, and W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97, 11996 (2000).
25. B. Lounis, J. Deich, F. I. Rosell, S. G. Boxer, and W. E. Moemer, J. Phys. Chem. B 105, 5048 (2001).
26. M. A. Wall, M. Socolich, and R. Ranganathan, Nat. Struct. Biol. 7, 1133 (2000).
27. D. Yarbrough, R. M. Wachter, K. Kallio, M. V. Matz, and S. J. Remington, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 462 (2001).
28. A. Sacchetti, V. Subramaniam, T. M. Jovin, and S. Alberti, FEBS Lett. 525, 13 (2002).
29. R. M. Clegg, Methods Enzymol. 211, 353 (1992).
30. P. R. Selvin, Methods Enzymol. 246, 300 (1995).
31. R. M. Clegg, in "Fluorescence Resonance Energy Transfer" (X. F. Wang and B. Herman, eds.), p. 179. John Wiley & Sons, New York, 1996.
32. G. W. Gordon, G. Berry, X. H. Liang, B. Levine, and B. Herman, Biophys. J. 74, 2702 (1998).
33. S. Jayaraman, P. Haggie, R. M. Wachter, S. J. Remington, and A. S. Verkman, J. Biol. Chem. 275, 6047 (2000).
34. P. I. H. Bastiaens and T. M. Jovin, in "Fluorescence Resonance Energy Transfer Microscopy" (J. E. Celis, ed.), Vol. 3, p. 136. Academic Press, New York, 1998.
35. F. S. Wouters, P. I. H. Bastiaens, K. W. A. Wirtz, and T. M. Jovin, EMBO J. 17, 7179 (1998).
36. R. Heim, Methods Enzymol. 302,408 (1999).
37. T. M. H. Creemers, A. J. Lock, V. Subramaniam, T. M. Jovin, and S. Volker, Nat. Struct. Biol. 6, 557 (1999).
38. T. M. H. Creemers, A. J. Lock, V. Subramaniam, T. M. Jovin, and S. Volker, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97, 2974 (2000).
39. G. H. Patterson, S. M. Knobel, W. D. Sharif, S. R. Kain, and D. W. Piston, Biophys. J. 73, 2782 (1997).
40. A. B. Cubitt, R. Heim, S. R. Adams, A. E. Boyd, L. A. Gross, and R. Y. Tsien, Trends Biochem. Sci. 20, 448 (1995).
41. M. Chattoraj, B. A. King, G. U. Bublitz, and S. G. Boxer, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93, 8362 (1996).
42. G. Striker, V. Subramaniam, C. A. M. Seidel, and A. Volkmer, J. Phys. Chem. B 103, 8612 (1999).
43. G. H. Patterson and J. Lippincott-Schwartz, Science 297, 1873 (2002).
44. G. S. Harms, L. Cognet, P. H. M. Lommerse, G. A. Blab, and T. Schmidt, Biophys. J. 80, 2396 (2001).
45. G. H. Patterson, D. W. Piston, and B. G. Barisas, Anal. Biochem. 284, 438 (2000).
46. A. H. A. Clayton, Q. S. Hanley, D. J. Amdt-Jovin, V. Subramaniam, and T. M. Jovin, Biophys. J. 83, 1681 (2002).
47. A. Volkmer, V. Subramaniam, D. J. S. Birch, and T. M. Jovin, Biophys. J. 78, 1589 (2000).
48. I. Gautier, M. Tramier, C. Durieux, J. Coppey, R. B. Pansu, J. C. Nicolas, K. Kemnitz, and M. Coppey-Moisan, Biophys. J. 80, 3000 (2001).
49. C. Bojarski and K. Sienicki, in "Energy Transfer and Migration in Fluorescent Solutions" (J. F. Rabek, ed.), Vol. I, p. 1. CRC Press, Boca Raton, FL, 1989.
50. J. M. Mullaney, R. B. Thompson, Z. Gryczynski, and L. W. Black, J. Virol. Methods 88, 35 (2000).
51. G. Weber, S. L. Helgerson, W. A. Cramer, and G. W. Mitchell, Biochemistry 15, 4429 (1976).
52. J. Baumann and M. D. Fayer, J. Chem. Phys. 85, 4087 (1986).
53. T. G. Dewey and G. G. Hammes, Biophys. J. 32, 1023 (1980).
54. P. K. Wolber and B. S. Hudson, Biophys. J. 28, 197 (1979).
55. A. K. Kenworthy and M. Edidin, J. Cell Biol. 142, 69 (1998).
56. A. K. Kenworthy, N. Petranova, and M. Edidin, Mol. Biol. Cell 11, 1645 (2000).
57. O. Tcherkasskaya, L. Klushin, and A. M. Gronenborn, Biophys. J. 82, 988 (2002).
58. V. Sundstrom, T. Pullerits, and R. van Grondelle, J. Phys. Chem. B 103, 2327 (1999).
59. K. P. Ghiggino and T. A. Smith, Prog. React. Kinet. 18, 375 (1993).
60. M. Cotlet, J. Hofkens, M. Maus, T. Gensch, M. Van der Auweraer, J. Michiels, G. Dirix, M. Van Guyse, J. Vanderleyden, A. Visser, and F. C. De Schryver, J. Phys. Chem. B 105, 4999 (2001).
61. M. Cotlet, J. Hofkens, S. Habuchi, G. Dirix, M. Van Guyse, J. Michiels, J. Vanderleyden, and F. C. De Schryver, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 14398 (2001).
62. M. A. Hink, R. A. Griep, J. W. Borst, A. van Hoek, M. H. M. Eppink, A. Schots, and A. Visser, J. Biol. Chem. 275, 17556 (2000).
63. H. Lossau, A. Kummer, R. Heinecke, F. Pollingerdammer, C. Kompa, G. Bieser, T. Jonsson, C. M. Silva, M. M. Yang, D. C. Youvan, and M. E. Michelbeyerle, Chem. Phys. 213, 1 (1996).
64. G. J. Puppels, F. F. M. de Mul, C. Otto, J. Greve, M. Robert-Nicoud, D. J. Arndt-Jovin, and T. M. Jovin, Nature (London) 347, 301 (1990).
65. J. A. Timlin, A. Carden, M. D. Morris, J. A. Bonadio, C. E. Hoffler, K. M. Kozloff, and S. A. Goldstein, J. Biomed. Optics 4, 28 (1999).
66. Q. S. Hanley, P. J. Verveer, and T. M. Jovin, Appl. Spectrosc. 52, 783 (1998).
67. J. F. Turner and P. J. Treado, Appl. Spectrosc. 50, 277 (1996).
68. H. R. Morris, C. C. Hoyt, and P. J. Treado, Appl. Spectrosc. 48, 857 (1994).
69. M. D. Schaeberle, H. R. Morris, J. F. Turner, and P. J. Treado, Anal. Chem. 5, 175A (1999).
70. D. C. Youvan, Nature (London) 369, 79 (1994).
71. Z. Malik, R. A. Buckwald, A. Talmi, Y. Garini, and S. G. Lipson, J. Microsc. 182, 133 (1996).
72. Q. S. Hanley, P. J. Verveer, and T. M. Jovin, Appl. Spectrosc. 53, 1 (1999).
73. P. J. Treado, A. Govil, M. D. Morris, K. D. Sternitzke, and R. L. McCreery, Appl. Spectrosc. 44, 1270 (1990).
74. G. Chen, E. Mei, W. Gu, X. Zeng, and Y. Zeng, Anal. Chim. Acta 300, 261 (1995).
75. K. Dowling, M. J. Dayel, M. J. Lever, P. M. W. French, J. D. Hares, and A. K. L. Dymoke-Bradshaw, Opt. Lett. 23, 810 (1998).
76. G. Marriott, R. M. Clegg, D. J. Arndt-Jovin, and T. M. Jovin, Biophys. J. 60, 1374 (1991).
77. M. J. Cole, J. Siegel, S. E. D. Webb, R. Jones, K. Dowling, P. M. W. French, M. J. Lever, L. O. D. Sucharov, M. A. A. Neil, R. Juskaitis, and T. Wilson, Opt. Lett. 25, 1361 (2000).
78. K. Carlsson and A. Liljeborg, J. Microsc. 191, 119 (1998).
79. E. P. Buurman, R. Sanders, A. Draaijer, H. C. Gerritsen, J. J. F. Vanveen, P. M. Houpt, and Y. K. Levine, Scanning 14, 155 (1992).
80. M. Straub and S. W. Hell, Appl. Phys. Lett. 73, 1769 (1998).
81. T. French, P. T. C. So, D. J. Weaver, T. Coelho-Sampaio, E. Gratton, E. W. Voss, and J. Carrero, J. Microsc. 185, 339 (1997).
82. P. T. C. So, W. N. Yu, K. Berland, C. Y. Dong, and E. Gratton, Bioimaging 3, 1 (1995).
83. A. Squire, P. J. Verveer, and P. I. H. Bastiaens, J. Microsc. 197, 136 (2000).
84. X. F. Wang, T. Uchida, D. M. Coleman, and S. Minami, Appl. Spectrosc. 45, 360 (1991).
85. R. M. Clegg, G. Marriott, B. A. Feddersen, E. Gratton, and T. M. Jovin, Biophys. J. 57, A375 (1990).
86. Q. S. Hanley, V. Subramaniam, D. J. Amdt-Jovin, and T. M. Jovin, Cytometry 43, 248 (2001).
87. Q. S. Hanley, D. J. Amdt Arndt-Jovin, and T. M. Jovin, Appl. Spectrosc. 56, 155 (2002).
88. T. M. Jovin, in "Fluorescence Polarization and Energy Transfer: Theory and Application" (M. R. Melamed, P. F. Mullaney, and M. L. Mendelsohn, eds.), p. 137. John Wiley & Sons, New York, 1979.
89. J. A. Dix and A. S. Verkman, Biophys. J. 57, 231 (1990).
90. P. J. Verveer, A. Squire, and P. I. H. Bastiaens, Biophys. J. 78, 2127 (2000).
91. A. V. Terskikh, A. F. Fradkov, A. G. Zaraisky, A. V. Kajava, and B. Angres, J. Biol. Chem. 277, 7633 (2002).
92. R. Swaminathan, C. P. Hoang, and A. S. Verkman, Biophys. J. 72, 1900 (1997).
93. M. A. Uskova, J.-W. Borst, M. A. Hink, A. van Hoek, A. Schots, N. L. Klyachko, and A. J. W. G. Visser, Biophys. Chem. 87, 73 (2000).
94. A. A. Heikal, S. T. Hess, and W. W. Webb, Chem. Phys. 274, 37 (2001).
95. M. J. Dayel, E. F. Horn, and A. S. Verkman, Biophys. J. 76, 2843 (1999).
96. A. Partikian, B. Olveczky, R. Swaminathan, Y. X. Li, and A. S. Verkman, J. Cell Biol. 140, 821 (1998).
97. R. Pepperkok, A. Squire, S. Geley, and P. I. Bastiaens, Curr. Biol. 9, 269 (1999).
98. R. A. G. Cinelli, A. Ferrari, V. Pellegrini, A. Signorelli, M. Tyagi, M. Giacca, and E Beltram, Austr. J. Chem. 54, 107 (2001).
99. A. G. Harpur, F. S. Wouters, and P. I. Bastiaens, Nat. Biotechnol. 19, 167 (2001).
100. P. J. Verveer, A. Squire, and P. I. H. Bastiaens, J. Microsc. 202, 451 (2001).
101. S. Jakobs, V. Subramaniam, A. Schonle, T. M. Jovin, and S. W. Hell, FEBS Lett. 479, 131 (2000).
102. G. Jung, S. Mais, A. Zumbusch, and C. Brauschle, J. Phys. Chem. 104, 873 (2000).
103. A. Squire and P. I. H. Bastiaens, J. Microsc. 193, 36 (1999).
104. J. Widengren, U. Mets, and R. Rigler, Chem. Phys, 250, 171 (1999); F. S. Wouters and P. I. Bastiaens, Curr. Biol. 9, 1127 (1999).
105. J. Widengren, U. Mets, and R. Rigler, Chem. Phys, 250, 171 (1999); F. S. Wouters and P. I. Bastiaens, Curr. Biol. 9, 1127 (1999).