Исследование температуры крупных биомолекул в ионных накопительных кольцах с помощью белка медузы

Новое исследование предлагает простой способ определения температуры хранимой биомолекулы и оценки её изменения со временем.

Один из способов охлаждения молекул — их захват в охлаждённые ионные ловушки, где молекулы термализуются перед инжекцией, или инжекция в накопительное кольцо комнатной температуры с последующим его охлаждением. Для эффективного применения этих методов нужен способ определения температуры молекулярных ионов в ионном накопительном кольце.

Новое исследование, опубликованное в The European Physical Journal D, представляет относительно простой новый метод определения температуры хранимых биомолекулярных ионов, полученных методом электроспрей-ионизации, и измерения временной эволюции температуры. Авторы работы — Анна П. Расмуссен, Рики Тейвес и Ларс Х. Андерсен из Департамента физики и астрономии Орхусского университета (Дания), а также Дилара А. Фархутдинова и Анастасия В. Боченкова с химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова (Россия).

Для исследования учёные использовали модель протонированного хромофора зелёного флуоресцентного белка (GFP), обнаруженного у медузы Aequorea victoria. Этот хромофор создаёт характерную зелёную биолюминесценцию, преобразуя синий свет в зелёный. С его помощью определяли температуру ионов в накопительном кольце в зависимости от времени их хранения.

Для этого ионы хранили в кольце в течение 500 миллисекунд, облучая их лазерным импульсом каждые 20 миллисекунд, и наблюдали за скоростью распада в горячее основное состояние после возбуждения одним фотоном.

Поскольку скорость фрагментации GFP зависит от температуры, команда смогла проследить эволюцию температуры как функцию времени хранения в кольце. Это продемонстрировало, что спектры поглощения данного хромофора явно зависят от температуры и, следовательно, от внутренней энергии.

Это подтвердило, что метод является простым способом оценки температуры ионов в накопительном кольце.