Reversible and irreversible fluorescence activity of the Enhanced Green Fluorescent Protein in pH: Insights for the development of pH-biosensors

Autor(es)

dos Santos, Nathalia Vieira ^{[1, 2]} ; Saponi, Carolina Falaschi ^{[1, 2]} ; Ryan, Timothy M. ^[3] ; Primo, Fernando L. ^[2] ; Greaves, Tamar L. ^[1] ; Pereira, Jorge F. B. ^{[2, 4]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] RMIT Univ, Coll Sci Engn & Hlth, Sch Sci, 124 La Trobe St, Melbourne, Vic 3000 - Australia

^[2] Sao Paulo State Univ UNESP, Sch Pharmaceut Sci, Dept Engn Bioproc & Biotechnol, Rodovia Araraquara Jau Km 01, BR-14800903 Araraquara, SP - Brazil

^[3] Australian Synchrotron, 800 Blackburn Rd, Clayton, Vic 3168 - Australia

^[4] Univ Coimbra, Dept Chem Engn, CIEPQPF, Rua Silvio Lima, P-3030790 Coimbra - Portugal

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: International Journal of Biological Macromolecules; v. 164, p. 3474-3484, DEC 1 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Enhanced Green Fluorescent Protein (EGFP) is a biomolecule with intense and natural fluorescence, with biological and medical applications. Although widely used as a biomarker in research, its application as a biosensor is limited by the lack of in-depth knowledge regarding its structure and behavior in adverse conditions. This study is focused on addressing this need by evaluating EGFP activity and structure at different pH using three-dimensional fluorescence, circular dichroism and small-angle X-ray scattering. The focus was on the reversibility of the process to gain insights for the development of biocompatible pH-biosensors. EGFP was highly stable at alkaline pH and quenched from neutral-to-acidic pH. Above pH 6.0, the fluorescence loss was almost completely reversible on return to neutral pH, but only partially reversible from pH 5.0 to 2.0. This work updates the knowledge regarding EGFP behavior in pH by accounting for the recent data on its structure. Hence, it is evident that EGFP presents the required properties for use as natural, biocompatible and environmentally friendly neutral to acidic pH-biosensors. (C) 2020 Elsevier B.V. All rights reserved. (AU)

• Processo FAPESP: 18/20833-0 - Understanding the molecular interactions and stability of Green Fluorescent Protein (GFP) in ionic liquids under stress conditions
• Beneficiário: Carolina Falaschi Saponi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 14/16424-7 - Otimização e aumento de escala do processo de extração líquido-líquido com líquidos iônicos (LIs) como ferramenta de separação sustentável do biofármaco antileucêmico L-asparaginase (ASPase)
• Beneficiário: Jorge Pereira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 14/19793-3 - Otimização e aumento de escala de processos com líquidos iônicos como nova ferramenta de purificação da proteína verde fluorescente recombinante produzida por Escherichia coli "GFPurIL"
• Beneficiário: Sandro Roberto Valentini
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/06576-5 - Interações moleculares e estabilidade da Proteína Verde Fluorescente (GFP) em líquidos iônicos e encapsulação da GFP em micelas reversas
• Beneficiário: Nathalia Vieira Porphirio Veríssimo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 16/07529-5 - Desenvolvimento de processos de purificação líquido-líquido e incorporação em matriz polimérica nanoestruturada da proteína verde fluorescente recombinante produzida por Escherichia coli
• Beneficiário: Nathalia Vieira Porphirio Veríssimo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 18/50009-8 - Understanding the molecular interactions between ionic liquids and biopharmaceuticals: the key for a proper design of downstream processing
• Beneficiário: Jorge Pereira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/01858-2 - Estudo do efeito estabilizador de diferentes solventes na estrutura da proteína verde fluorescente recombinante produzida por Escherichia coli
• Beneficiário: Carolina Falaschi Saponi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica