Förster-féle rezonáns energiaátadás

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A Förster-féle rezonáns energiaátadás (rövidítve: FRET, az angol Förster resonance energy transfer után; szó szerint ’Förster-típusú rezonancia-energiatranszfer’) olyan mechanizmus, amely leírja a kromoforok közötti energiaátvitelt. Esetenként fluoreszcens rezonancia-energiatranszfer-nek, rezonáns energiatranszfer-nek (RET) vagy elektronikus energiatranszfer-nek (EET) is szokták nevezni.

Egy donor kromofor, a kezdeti gerjesztett elektronikus állapotában, energiát adhat át a fogadó/vevő (akceptor) kromofornak a nem sugárzó dipól-dipól csatoláson keresztül (a két kromofor tipikusan 10 nm távolságra van egymástól). Ezt a mechanizmust nevezik Förster-féle rezonáns energiaátadásnak Theodor Förster német fizikus után. [1]

Ha mindkettő kromofor fluoreszcens, akkor gyakran fluoreszcens rezonáns energiaátadásnak nevezik, habár az energia gyakorlatilag nem a fluoreszkálás (fluoreszcens jelenség) által történik. [2],[3] Elkerülendő a jelenség téves interpretálását, ez mindig egy nem sugárzó transzfer (még akkor is, amikor két fluoreszcens kromofor között történik), a „Förster-típusú rezonáns energiaátadás” megnevezés javasolt a „fluoreszcens rezonáns energiaátadás” helyett, annak ellenére, hogy a tudományos irodalomban előszeretettel használják ez utóbbit.

A FRET hasonló az NFC-hez (Near Field Communication: közelterű kommunikáció), ahol a kölcsönhatás távolsága jóval kisebb, mint a kibocsátott fény hullámhossza.(Ilyen például az érintőképernyős kommunikáció, okostelefon, PC stb.). Ebben a közeltérben, a gerjesztett kromofor egy virtuális fotont emittál, melyet a vevő kromofor azonnal abszorbeál. A virtuális foton nem detektálható, ezért a FRET nemsugárzó mechanizmusként is ismert.

Kvantum-elektrodinamikai számításokban a nemsugárzó (FRET) és a sugárzó energiaátvitelt egy általános mechanizmus rövid-, illetve hosszú távú aszimptotájakánt határozzák meg.[4],[5]

A FRET kísérleti igazolása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A FRET inverz hatodik kitevőjű távolságfüggését kísérletileg bizonyította Stryer és Haugland: egy oligoprolin-csavarban szeparálta a donor és a vevő kromofort.[6]Haugland, Yguerabide and Stryer szintén demonstrálta kísérletileg a FRET jelenséget. [7]

Alkalmazás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A FRET egyik alkalmazási területe egy kísérleti módszer a foszgén kimutatására. Ebben a foszgén vagy inkább a trifoszgén egy biztonságos összekapcsoló-helyettesítőnek számít a fogadó/vevő és a donor kumarin közt.[8] Egy tipikus FRET-emisszió 464 nm-en a foszgén jelenléte 0,00005 koncentrációban is kimutatható.

Egy másik felhasználása a protein belső szerkezeti változásának a detektálása (1-2 ångström).[9]

A FRET hatékony módszer az intra- és intermolekuláris távolságok (molekuláris konformációváltozások, molekuláris interakciók) vizsgálatában.[10]

Irodalom[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Jovin, T.M. and Arndt-Jovin, D.J: FRET microscopy: Digital imaging of fluorescence resonance energy transfer. Application in cell biology. In Cell Structure and Function by Microspectrofluometry. (hely nélkül): Academic Press. 1989. 99–117. o.  
  • Zhang H, Rudkevich DM: "A FRET approach to phosgene detection". (hely nélkül): Chem. Commun. (Camb.). 2007. 1238–39. o.  

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Förster T., Zwischenmolekulare Energiewanderung und Fluoreszenz, Ann. Physik 1948, 437, 55. doi:10.1002/andp.19484370105
  2. Joseph R. Lakowicz, "Principles of Fluorescence Spectroscopy", Plenum Publishing Corporation, 2nd edition (July 1, 1999)
  3. FRET microscopy tutorial from Olympus
  4. D. L. Andrews, "A unified theory of radiative and radiationless molecular energy transfer", Chem. Phys. 1989, 135, 195–201. doi:10.1016/0301-0104(89)87019-3
  5. D. L. Andrews and D. S. Bradshaw, "Virtual photons, dipole fields and energy transfer: A quantum electrodynamical approach", Eur. J. Phys. 2004, 25, 845–858. doi:10.1088/0143-0807/25/6/017
  6. Haugland, R.P., Yguerabide, J., Stryer, L. (1969.). „Dependence of the Kinetics of Singlet-Singlet Energy Transfer on Spectral Overlap”. Proc. Natl. Acad. Sci USA (63), 23–30. o. PMID 16591747.  
  7. Stryer, L., Haugland, R.P. (1967.). „Energy Transfer: A Spectroscopic Ruler”. Proc. Natl. Acad. Sci USA (58), 719–726. o. PMID 5233469.  
  8. Zhang H, Rudkevich DM (2007. March). „A FRET approach to phosgene detection”. Chem. Commun. (Camb.) (12), 1238–39. o. DOI:10.1039/b614725a. PMID 17356768.  
  9. ahttp://dwb.unl.edu/Teacher/NSF/C08/C08Links/pps99.cryst.bbk.ac.uk/projects/gmocz/fret.htm
  10. http://immunologia.elte.hu/oktatas/fluor-2.pdf