Neuer langwelliger Fluoreszenzfarbstoff zur biomolekularen Erkennung von Protein-Protein-Wechselwirkungen über den Förster-Energie-Transfer

Abstract

Fluoreszenz-Bioassays dienen dem sensitiven Nachweis biomolekularer Wechselwirkungen zwischen Rezeptor und Ligand, Antikörper und Antigen oder DNA und DNA. Für den Nachweis der spezifischen Bindung von einem Protein an ein anderes eignet sich der Fluoreszenz Resonante Energie Transfer (FRET). Der Energietransfer erfolgt zwischen zwei fluoroforen Gruppen, die an das jeweilige Protein gekoppelt sind, wenn eine biomolekulare Erkennung erfolgt. Der FRET ist stark abstandsabhängig (1-10 nm) und hängt nicht wie andere homogene Nachweisverfahren (die Fluoreszenz Korrelations-spektroskopie oder die Fluoreszenz Anisotropie) vom Unterschied des Molekulargewichts ab.

Das FRET-Nachweisverfahren beruht auf der Grundlage der Förster-Theorie, die einen strahlungslosen Energieübertrag eines fluoreszierenden Donor-Moleküls auf ein Akzeptor-Molekül durch Dipol-Dipol-Wechselwirkungen voraussagt, wenn beide Chromophore nur wenige Nanometer entfernt sind. Als eine weitere Bedingung für den Energieübertrag ist der optimale Überlapp zwischen dem Fluoreszenzspektrums des Donor-Farbstoffes und dem Absorptionsspektrums des Akzeptors. Der Donor wird im FRET-Nachweisverfahren zum Fluoreszieren angeregt. Abhängig von der Konzentration an akzeptormarkiertem Bindungspartner sinkt die Fluoreszenz des Donors und gleichzeitig steigt die Fluoreszenz des Akzeptors.