Single amino acid replacement makes Aequorea victoria fluorescent proteins reversibly photoswitchable

Journal of the American Chemical Society

Volumn 132, Issue 1, 2010, Pages 85-95

  Bizzarri, Ranieri ^a,b   Serresi, Michela ^a   Cardarelli, Francesco ^a   Abbruzzetti, Stefania ^b,c   Campanini, Barbara ^c   Viappiani, Cristiano ^b,c   Beltram, Fabio ^a,b  

^a CENTER FOR NANOTECHNOLOGY INNOVATION NEST   (Italy)

^b INFM   (Italy)

^c UNIVERSITY OF PARMA   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AEQUOREA VICTORIA; BIOIMAGING TECHNIQUES; CELL BIOLOGY; CELL IMAGING; CIS-TRANS PHOTOISOMERIZATION; DARK STATE; FLUORESCENT PROTEIN; HIGH RESOLUTION; IN-VIVO; PHOTO-SWITCHABLE; PHOTOCHROMIC BEHAVIOR; PHOTOLABELING; PHOTOSWITCHING; PRIMARY SEQUENCES;

AMINO ACIDS; CHROMOPHORES; CYTOLOGY; FLUORESCENCE; ORGANIC ACIDS; PROTEINS;

PHOTOCHROMISM;

AMINO ACID; FLUORESCEIN;

ARTICLE; CHROMATOPHORE; CIS TRANS ISOMERISM; CONTROLLED STUDY; CYTOLOGY; FLUORESCENCE RESONANCE ENERGY TRANSFER; GENE MUTATION; GENE SEQUENCE; HUMAN; HUMAN CELL; ILLUMINATION; ISOMERIZATION; JELLYFISH; PHOTOAFFINITY LABELING;

ABSORPTION; AMINO ACID SUBSTITUTION; ANIMALS; COLOR; DARKNESS; FLUORESCENCE RESONANCE ENERGY TRANSFER; HYDROZOA; LIGHT; LUMINESCENT PROTEINS; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR IMAGING; MUTATION; PHOTOBLEACHING; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN FOLDING; PROTONS; STEREOISOMERISM;

EID: 74849130181     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja9014953     Document Type: Article

References (46)

1. Chudakov, D. M.; Lukyanov, S.; Lukyanov, K. A. Trends Biotechnol. 2005, 23, 605-613.
2. Miyawaki, A. Neuron 2005, 48, 189-199.
3. Shaner, N. C.; Steinbach, P. A.; Tsien, R. Y. Nat. Methods 2005, 2, 905-909.
4. Lukyanov, K. A.; Chudakov, D. M.; Lukyanov, S.; Verkhusha, V. V. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2005, 6, 885-891.
5. Lippincott-Schwartz, J.; Altan-Bonnet, N.; Patterson, G. H. Nat. Cell Biol. 2003, S7-S14.
6. Ando, R.; Mizuno, H.; Miyawaki, A. Science 2004, 306, 1370-1373.
7. Hofmann, M.; Eggeling, C.; Jakobs, S.; Hell, S. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 17565-17569.
8. Habuchi, S.; Ando, R.; Dedecker, P.; Verheijen, W.; Mizuno, H.; Miyawaki, A.; Hofkens, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 9511-9516.
9. Andresen, M.; Stiel, A. C.; Trowitzsch, S.; Weber, G.; Eggeling, C.; Wahl, M. C.; Hell, S. W.; Jakobs, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 13005-13009.
10. Mizuno, H.; Mal, T. K.; Walchli, M.; Kikuchi, A.; Fukano, T.; Ando, R.; Jeyakanthan, J.; Taka, J.; Shiro, Y.; Ikura, M.; Miyawaki, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 9227-9232.
11. Voliani, V.; Bizzarri, R.; Nifosi, R.; Abbruzzetti, S.; Grandi, E.; Viappiani, C.; Beltram, F. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 10714-10722.
12. Henderson, J. N.; Ai, H. W.; Campbell, R. E.; Remington, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 6672-6677.
13. Dickson, R. M.; Cubitt, A. B.; Tsien, R. Y.; Moerner, W. E. Nature 1997, 388, 355-358.
14. McAnaney, T. B.; Zeng, W.; Doe, C. F.; Bhanji, N.; Wakelin, S.; Pearson, D. S.; Abbyad, P.; Shi, X.; Boxer, S. G.; Bagshaw, C. R. Biochemistry 2005, 44, 5510-5524.
15. Nifosi, R.; Ferrari, A.; Arcangeli, C.; Tozzini, V.; Pellegrini, V.; Beltram, F. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 1679-1684.
16. Kirber, M. T.; Chen, K.; Keaney, J. F., Jr. Nat. Methods 2007, 4, 767-768.
17. Biteen, J. S.; Thompson, M. A.; Tselentis, N. K.; Bowman, G. R.; Shapiro, L.; Moerner, W. E. Nat. Methods 2008, 5, 947-949.
18. Bizzarri, R.; Nifosi, R.; Abbruzzetti, S.; Rocchia, W.; Guidi, S.; Arosio, D.; Garau, G.; Campanini, B.; Grandi, E.; Ricci, F.; Viappiani, C.; Beltram, F. Biochemistry 2007, 46, 5494-5504.
19. Brejc, K.; Sixma, T. K.; Kitts, P. A.; Kain, S. R.; Tsien, R. Y.; Ormo, M.; Remington, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 2306-2311.
20. Yang, J. S.; Huang, G. J.; Liu, Y. H.; Peng, S. M. Chem. Commun. 2008, 1344-1346.
21. van Thor, J. J.; Gensch, T.; Hellingwerf, K. J.; Johnson, L. N. Nat. Struct. Biol. 2002, 9, 37-41.
22. Patterson, G. H.; Lippincott-Schwartz, J. Science 2002, 297, 1873-1877.
23. Cardarelli, F.; Serresi, M.; Bizzarri, R.; Giacca, M.; Beltram, F. Mol. Ther. 2007, 15, 1313-1322.
24. Abbruzzetti, S.; Grandi, E.; Viappiani, C.; Bologna, S.; Campanini, B.; Raboni, S.; Bettati, S.; Mozzarelli, A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 626-635.
25. Pace, C. N.; Vajdos, F.; Fee, L.; Grimsley, G.; Gray, T. Protein Sci. 1995, 4, 2411-2423.
26. Gill, S. C.; von Hippel, P. H. Anal. Biochem. 1989, 182, 319-326.
27. Sniegowski, J. A.; Lappe, J. W.; Patel, H. N.; Huffman, H. A.; Wachter, R. M. J. Biol. Chem. 2005, 280, 26248-26255.
28. Sniegowski, J. A.; Phail, M. E.; Wachter, R. M. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005, 332, 657-663.
29. Pouwels, L. J.; Zhang, L.; Chan, N. H.; Dorrestein, P. C.; Wachter, R. M. Biochemistry 2008, 47, 10111-10122.
30. Di Benedetto, F.; Biasco, A.; Bizzarri, R.; Arosio, D.; Ricci, F.; Beltram, F.; Cingolani, R.; Pisignano, D. Langmuir 2006, 22, 29-31.
31. Stiel, A. C.; Trowitzsch, S.; Weber, G.; Andresen, M.; Eggeling, C.; Hell, S. W.; Jakobs, S.; Wahl, M. C. Biochem. J. 2007, 402, 35-42.
32. Voityuk, A. A.; Michel-Beyerle, M. E.; Rosch, N. Chem. Phys. Lett. 1998, 296, 269-276.
33. He, X.; Bell, A. F.; Tonge, P. J. FEBS Lett. 2003, 549, 35-38.
34. Luin, S.; Voliani, V.; Lanza, G.; Bizzarri, R.; Amat, P.; Tozzini, V.; Serresi, M.; Beltram, F. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 96-103.
35. Weber, W.; Helms, V.; McCammon, J. A.; Langhoff, P. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 6177-6182.
36. Sinnecker, D.; Voigt, P.; Hellwig, N.; Schaefer, M. Biochemistry 2005, 44, 7085-7094.
37. Harms, G. S.; Cognet, L.; Lommerse, P. H.; Blab, G. A.; Schmidt, T. Biophys. J. 2001, 80, 2396-2408.
38. Jares-Erijman, E. A.; Jovin, T. M. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1387-1395.
39. Patterson, G. H.; Piston, D. W.; Barisas, B. G. Anal. Biochem. 2000, 284, 438-440.
40. Albertazzi, L.; Arosio, D.; Marchetti, L.; Ricci, F.; Beltram, F. Photochem. Photobiol. 2009, 85, 287-297.
41. Jung, G.; Wiehler, J.; Zumbusch, A. Biophys. J. 2005, 88, 1932-1947.
42. Jung, G.; Zumbusch, A. Microsc. Res. Tech. 2006, 69, 175-185.
43. Dedecker, P.; Hotta, J.; Ando, R.; Miyawaki, A.; Engelborghs, Y.; Hofkens, J. Biophys. J. 2006, 91, L45-L47.
44. Bosisio, C.; Quercioli, V.; Collini, M.; D'Alfonso, L.; Baldini, G.; Bettati, S.; Campanini, B.; Raboni, S.; Chirico, G. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 8806-8814.
45. Andresen, M.; Stiel, A. C.; Folling, J.; Wenzel, D.; Schonle, A.; Egner, A.; Eggeling, C.; Hell, S. W.; Jakobs, S. Nat. Biotechnol. 2008, 26, 1035-1040.
46. Gould, T. J.; Verkhusha, V. V.; Hess, S. T. Nat. Protoc. 2009, 4, 291-308.