A comparison of the fluorescence dynamics of single molecules of a green fluorescent protein: One- versus two-photon excitation

ChemPhysChem

Volumn 7, Issue 1, 2006, Pages 250-260

  Cotlet, Mircea ^a   Goodwin, Peter M ^a   Waldo, Geoffrey S ^a   Werner, James H ^a  

^a LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

Fluorescence; Photochemistry; Proteins; Single molecule studies; Two photon fluorescence microscopy

Indexed keywords

CHROMOPHORES; EXCITED STATES; FLICKERING; FLUORESCENCE MICROSCOPY; GROUND STATE; MOLECULES; PARTICLE BEAMS; PHOTOCHEMICAL REACTIONS; PHOTONS; PROTEINS; PROTONATION;

FLUORESCENCE FLUCTUATION SPECTROSCOPY; HIGH THROUGHPUT SCREENING; PROTEIN EXPRESSION LEVELS; SINGLE MOLECULE FLUORESCENCE; SINGLE-MOLECULE STUDIES; SINGLE-MOLECULE TECHNIQUE; TIME-CORRELATED SINGLE PHOTON COUNTING; TWO-PHOTON FLUORESCENCE MICROSCOPY;

FLUORESCENCE;

EID: 31144453916     PISSN: 14394235     EISSN: 14397641     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cphc.200500247     Document Type: Article

References (64)

1. a) C. W. Wilkerson, P.M. Goodwin, W. A. Ambrose, J. C. Martin, R. A. Keller, Appl. Phys. Lett. 1993, 62, 2030 - 2032;
2. b) J. Tellinghuisen, P. M. Goodwin, W. P. Ambrose, J. C. Martin, R. A. Keller, Anal. Chem. 1994, 66, 64 - 72;
3. c) S. Nie, D. T. Chiu, R. N. Zare, Anal. Chem. 1995, 67, 2849 - 2857;
4. d) C. Zander, M. Sauer, K. H. Dextrage, D.-S. Ko, J. Wolfrum, L. Brand, C. Eggelin, C. A. M. Seidel, Appl. Phys. B 1996, 63, 517 - 523;
5. e) J. R. Fries, L. Brand, C. Eggeling, M. Kollner, C. A. M. Seidel, J. Phys. Chem. A 1998, 102, 6601 - 6613;
6. f) J. Schaffer, A. Volmer, C. Eggeling, V. Subramanian, G. Striker, C. A. M. Seidel, J. Phys. Chem. A 1999, 103, 331 - 336.
7. a) S. Nie, R. N. Zare, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1997, 26, 567 - 596;
8. b) W. A. Ambrose, P. M. Goodwin, J. H. Jett, A. Van Orden, J. H. Werner, R. A. Keller, Chem. Rev. 1999, 99, 2929 - 2956;
9. c) P. M. Goodwin, W. A. Ambrose, R. A. Keller, Acc. Chem. Res. 1996, 29, 607 - 613.
10. D. Chen, N. J. Dovici, Anal. Chem. 1996, 68, 690 - 696.
11. a) I. Braslavsky, B. Hebert, E. Kartalov, S. R. Quake, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 3960 - 3964;
12. b) J. H. Werner, H. Cai, J. H. Jett, L. J. Reta-Krantz, R. A. Keller, P. M. Goodwin, J. Biotechnol. 2003, 102, 1 - 14;
13. c) K. Dorre, S. Brakmann, M. Brinkmeier, K.-T. Han, K. Riebeseel, P. Schwille, J. Stephan, T. Wetzel, M. Lapczyna, M. Stuke, R. Bader, H. Selinger, J. Holm, M. Eigen, R. Rigler, Bioimaging 1997, 5, 139 - 152;
14. d) M. Sauer, B. Angerer, W. Ankenbauer, Z. Foldes-Papp, F. Gobel, K. T. Han, R. Rigler, A. Schulz, J. Wolfrum, C. Zander, J. Biotechnol. 2001, 86, 181 - 201.
15. a) K. Korn, P. Gardellin, B. Liao, M. Amacker, A. Bergstrom, H. Bjorkman, A. Camacho, S. Dorhofer, K. Dorre, J. Enstrom, T. Ericson, T. Favez, M. Gosch, A. Honegger, S. Jaccoud, M. Lapczyna, E. Litborn, P. Thyberg, H. Winter, R. Rigler, Nucl. Acids Res. 2003, 31, 89 - 94;
16. b) R. L. Nolan, H. Cai, J. H. Jett, P. M. Goodwin, Anal. Chem. 2003, 75, 6326 - 6343.
17. a) C. Eggeling, J. R. Fries, L. Brand, R. Gunther, C. A. M. Seidel, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998, 95, 1556 - 1561;
18. b) L. Edman, U. Mets, R. Rigler, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 6710 - 6715;
19. c) M. Margittai, J. Widengren, E. Schweiberger, G. F. Schroder, S. Felekyan, E. Haustein, M. Konig, D. Fasshauer, H. Grubmuller, C. A. M. Seidel, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 15 516 - 15 521.
20. a) J. D. Pédelacq, S. Cabantous, T. Tran, T. C.Terwilliger, G. S. Waldo, unpublished results;
21. b) A. R. M. Bradbury, A. Zeytun, G. S. Waldo, US Patent US2003/023355A1;
22. c) A. Zeytun, A. Jeronim, B. A. Scalettar, G. S. Waldo, A. R. M. Bradbury, Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1473 - 1479.
23. R. Y. Tsien, Annu. Rev. Biochem. 1998, 67, 509 - 544.
24. K. F. Sullivan, S. A. Kay, Methods in Cell Biology: Green Fluorescent Proteins, Vol. 56, Academic Press, New York, 1999, pp. 49 - 369.
25. A. Crameri, E. A. Whitehorn, E. Tate, W. P. C. Stemmer. Nat. Biotechnol. 1996, 3, 315 - 319.
26. G. S. Waldo, B. M. Standish, J. Berendzen, T. C. Terwilliger, Nat. Biotechnol. 1999, 17, 691 - 695.
27. a) W. Denk, J. H. Strickler, W.W. Webb, Science 1990, 248, 73 - 76;
28. b) C. Xu, W. Zipfel, J. B. Shear, R. M. Williams, W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 10763 - 10768.
29. W.-T. Yip, D. Hu, D. A. Vanden Bout, P. F. Barbara, J. Phys. Chem. A 1998, 102, 7564 - 7575.
30. a) J. Widengren, R. Rigler, U. Mets, J. Fluoresc. 1998, 4, 255 - 262;
31. b) D. Madge, E. L. Elson, W. W. Webb, Biopolymers 1974, 13, 1 - 14.
32. Y. Chen, J. D. Muller, Q. Ruan, E. Graton, Biophys. J. 2002, 82, 133 - 144.
33. a) J. Tellinghuisen, C. W. Wilkerson, Anal. Chem. 1993, 65, 1240 - 1243;
34. b) J. Tellinghuisen, Anal. Chem. 1993, 65, 1277 - 1281.
35. J. Mertz, C. Xu, W. W. Webb, Opt. Lett. 1995, 20, 2532 - 2534.
36. E. J. Sanchez, L. Novotny, G. R. Holtom, X. S. Xie, J. Phys. Chem. A 1997, 101, 7019 - 7023.
37. P. R. Callis in Non-linear and two-photon induced fluorescence (Ed.: J. Lakowicz), Plenum, New York, 1997, pp. 1 - 42.
38. M. Chalfie, Y. Tu, G. Euskirken, W. W. Ward, D. C. Prasher, Science 1994, 263, 802 - 804.
39. M. Chattoraj, B. A. King, G. U. Bublitz, S. G. Boxer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 8362 - 8368.
40. H. Lossau, R. A. Kummer, F. Heinecke, C Pöllinger-Dammer, G. Kompa, J. T. Bieser, C. M. Silva, M. M. Yang, D. C Youvan, M. E. Michel-Beyerle, Chem. Phys. 1996, 213, 1 - 10.
41. a) M. Ormö, A. B. Cubitt, K. Kallio, L. A. Gross, R. Y. Tsien, S. J. Remington, Science 1996, 273, 1392;
42. b) K. Brejc, T. K. Sixma, P. A. Kitts, S. R. Kain, R. Y. Tsien, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1997, 94, 2306.
43. M. Cotlet, J. Hofkens, M. Maus, T. Gensch, M. Van der Auweraer, J. Michiels, G. Dirix, M. Van Guyse, J. Vanderleyden, A. J. W. G. Visser, F. C. De - Schryver, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4999 - 5008.
44. a) T. M. H. Creemers, A. J. Lock, V. Subramanian, V. T. M. Jovin, S. Völker, Nat. Struct. Biol. 1999, 6, 557;
45. b) C. T. M. H. Creemers, A. J. Lock, V. Subramanian, V. T. M. Jovin, S. Völker, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 2974.
46. a) U. Haupts, S. Maiti, P. Schwille, W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998, 95, 13 573;
47. b) P. Schwille, S. Kummer, A. A. Heikal, W. E. Moerner, W. W. Webb, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 151 - 157;
48. c) J. Widengren, U. Mets, R. Rigler, Chem. Phys. 1999, 250, 171 - 186.
49. a) M. F. Garcia-Parajo, G. M. J. Segers-Nolten, J. A. Veerman, J. Greve, N. F. van Hulst, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 7237 - 7243;
50. b) E. J. G. Peterman, S. Brasselet, W. E. Moerner, J. Phys. Chem. A 1999, 103, 10 553-10 560;
51. c) R. M. Dickson, A. B. Cubitt, R. Y. Tsien, W. E. Moerner, Nature 1997, 388, 355 - 358;
52. d) M. Cotlet, J. Hofkens, F. Kohn, J. Michiels, G. Dirix, M. Van Guyse, J. Vanderleyden, F. C. De Schryver, Chem. Phys. Lett. 2001, 336, 415 - 423;
53. e) F. Cannone, M. Caccia, S. Bologna, A. Diaspro, Microsc. Res. Tech. 2004, 65, 186 - 193;
54. f) D. W. Pierce, N. Hom-Booher, R. D. Vale, Nature 1997, 388, 338 - 343;
55. g) G. Jung, J. Wiehler, B. Steipe, C. Bräuchle, A. Zumbusch, ChemPhysChem 2001, 2, 392 - 396.
56. a) G. A. Blab, P. H. M. Lommerse, L. Cognet, G. S. Harms, T. Schmidt, Chem. Phys. Lett. 2001, 350, 71 - 77;
57. b) A. A. Heikal, S. T. Hess, W. W. Webb, Chem. Phys. 2001, 274, 37 - 55.
58. P. Schwille, U. Haupts, S. Maiti, W. W. Webb, Biophys. J. 1999, 77, 2251 - 2265.
59. A. Volkmer, V. Subramanian, D. J. S. Birch, T. M. Jovin, Biophys. J. 2000, 78, 1589 - 1598.
60. M. Peter, S. M. Ameer-Beg, M. K. Y. Hughes, M. D. Keppler, S. Prag, M. Marsh, B. Vojnovic, T. Ng, Biophys. J. 2005, 88, 1224 - 1237.
61. a) J. S. Marchant, G. E. Stutzmann, M. A. Leissring, F. M. LaFerla, I. Parker, Nat. Biotechnol. 2001, 19, 645 - 649;
62. b) M. Collet, J. Hofkens, S. Habuchi, G. Dirix, M. Van Guyse, J. Michiels, J. Vanderleyden, F. C. De Schryver, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2001, 98, 14 398 -14 403;
63. c) S. Habuchi, M. Cotlet, T. Gensch, T. Bednardz, S. Haber-Pohlmeier, J. Rozensky, G. Dirix, J. Michiels, J. Vanderleyden, J. Heberlee, F. C. De Schryver, J. Hofkens, J. Am. Chem. Soc. USA 2005, 127, 8977 - 8984.
64. J. J. Van Thor, T. Gensch, K. J. Hellingwerf, L. N. Johnson, Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 37 - 41.