RoGFP

La proteína verde fluorescente sensible a la reducción-oxidación ( roGFP ) es una proteína verde fluorescente diseñada para ser sensible a los cambios en el entorno redox local . Las roGFP se utilizan como biosensores sensibles al redox .

En 2004, investigadores del laboratorio de S. James Remington en la Universidad de Oregón construyeron las primeras roGFP introduciendo dos cisteínas en la estructura de barril beta de la GFP. La proteína modificada resultante podía existir en dos estados de oxidación diferentes ( ditiol reducido o disulfuro oxidado ), cada uno con propiedades fluorescentes distintas. ^{[ 2 ]}

Originalmente, miembros del laboratorio de Remington publicaron seis versiones de roGFP, denominadas roGFP1-6 (véase más información estructural a continuación). Diferentes grupos de investigadores introdujeron cisteínas en distintas posiciones de la molécula de GFP, y generalmente encontraron que las cisteínas introducidas en las posiciones de aminoácidos 147 y 204 producían los resultados más robustos. ^{[ 3 ]}

Las roGFP se suelen codificar genéticamente en las células para la obtención de imágenes in vivo del potencial redox. En las células, las roGFP generalmente pueden ser modificadas por enzimas redox como la glutaredoxina o la tiorredoxina . La roGFP2 interactúa preferentemente con las glutaredoxinas y, por lo tanto, informa sobre el potencial redox del glutatión celular . ^{[ 4 ]}

Se han realizado varios intentos para crear roGFP más adecuados para la obtención de imágenes de células vivas. En particular, la sustitución de tres aminoácidos con carga positiva adyacentes al disulfuro en roGFP1 mejora drásticamente la tasa de respuesta de las roGFP a cambios fisiológicamente relevantes en el potencial redox. Las variantes de roGFP resultantes, denominadas roGFP1-R1 a roGFP1-R14, son mucho más adecuadas para la obtención de imágenes de células vivas. ^{[ 1 ]} La variante roGFP1-R12 se ha utilizado para monitorizar el potencial redox en bacterias y levaduras, ^{[ 5 ] [ 6 ]} pero también para estudios del potencial redox organizado espacialmente en organismos multicelulares vivos, como el nematodo modelo C. elegans . ^{[ 7 ]} Además, las roGFP se utilizan para investigar la topología de las proteínas del RE o para analizar la capacidad de producción de ROS de los compuestos químicos . ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Una mejora notable en los roGFP ocurrió en 2008, cuando la especificidad de roGFP2 para el glutatión se incrementó aún más al vincularlo con la glutaredoxina 1 humana (Grx1). ^{[ 10 ]} Al expresar los sensores de fusión Grx1-roGFP en el organismo de interés y/o dirigir la proteína a un compartimento celular, es posible medir el potencial redox del glutatión en un compartimento celular específico en tiempo real y, por lo tanto, proporciona grandes ventajas en comparación con otros métodos estáticos invasivos, por ejemplo, HPLC .

Dada la variedad de roGFP, se han realizado esfuerzos para evaluar su rendimiento. Por ejemplo, miembros del grupo de Javier Apfeld publicaron en 2020 un método que describe los "rangos adecuados" de diferentes roGFP, determinados por la sensibilidad de cada sensor al ruido experimental en diferentes condiciones redox. ^{[ 11 ]}

Consulte Kostyulk 2020 ^{[ 12 ]} para obtener una revisión más completa de diferentes sensores redox.

• Sinapto-pHluorina