Флуоресцентные пептидные наночастицы во всех цветах радуги

Открытие зеленого флуоресцентного белка (GFP), производимого медузой, совершило революцию в клеточной биологии. Ученые смогли сшивать последовательность GFP с белками других организмов, чтобы отслеживать их движение и взаимодействие в живых клетках. Теперь исследователи, сообщающие в ACS Applied Materials & Interfaces, создали пептидные наночастицы, каждая из которых может светиться в различных цветах, открывая путь для новых биомедицинских применений.

Ученые пытались воспроизвести флуоресценцию GFP в малых молекулах, таких как полимеры с хромофорами или флуоресцентные пептидные наноструктуры. Пептиды — небольшие фрагменты белков — привлекательны благодаря своей структурной простоте и биосовместимости. Однако предыдущие флуоресцентные пептидные наноматериалы светились только одним цветом, что ограничивало их применение. Юэфэй Ван и коллеги хотели создать пептиды, способные флуоресцировать всеми цветами радуги.

Исследователи разработали 12 пептидов, содержащих 1-3 копии аминокислот фенилаланина, тирозина, триптофана или гистидина, которые сами по себе слабо флуоресцируют в видимом диапазоне. К одному концу пептида они добавили гидрофобную ферроценовую группу, что заставило множество пептидов собираться в сферические флуоресцентные наночастицы. Ферроценовая группа также изменила эмиссионные свойства, то есть цвета, пептидов.

Ученые обнаружили, что каждая пептидная наночастица может светиться более чем одним цветом, а вместе палитра из 12 пептидов охватывала все цвета видимой области спектра. Цвета пептидов были фотостабильными и не проявляли токсичности при добавлении к человеческим клеткам.

Эти результаты указывают, что пептидные нанозонды могут заменить флуоресцентные белки, такие как GFP, в биомедицинской визуализации, хотя, как отмечают исследователи, их квантовый выход флуоресценции не столь высок.