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1、生物技术通讯LETTERSINBIOTECHNOLOGYVol.12No.3Aug.2001S31*生物学中荧光共振能量转移的研究应用进展谢小燕夏宁邵(厦门大学细胞生物学与肿瘤细胞工程教育部重点实验室厦门361005)摘要荧光共振能量转移(FRET)可用于对生物大分子之间的距离进行定性、定量检测,所采用的材料、方法在近年都有了很大的发展,在核酸、蛋白质、细胞器结构功能检测、免疫测定、配体-受体相互作用测定等方面都有巧妙而有效的应用,应用前景十分广阔。关键词荧光共振能量转移,分子间距离,生物检测Prog
2、ressofthestudiesandapplicationsoffluorescenceresonanceenergytransferinthefieldofbiologyXIEXiao-Yan,XIANing-Shao(TheKeyLaboratoryoftheMimistryofEducationforCellBiologyandTumorCellEngineering,XiamenUniversity,Xiamen361005,P.R.China)AbstractThephenomenonof
3、fluorescenceresonanceenergytransfer(FRET)canbeutilizedtoevaluateortodetectthedistancebetweenmacromolecules.Recently,manynewmaterialandmethodshavebeenintroducedintotheuseofthisphenomenon,whichhasfacilicatedthestrucutureandfunctionstudyofnuclear,protein,c
4、ellularorgamsandtheinteractionbetweenligandandrecep-tor.AlltheapplicationofFRETimplysthatithasabrightfuture.Keywordsfluorescenceresonanceenergytransfer,distancebetweentwomolecules,biologicalassay666生物学的发展一向有赖于各种物理、化学研究手段的提就是能量传递效率E=R0P(R+R0),其中R0为能量传递高和
5、迅速渗入,对于分子生物学来说,分析手段的进步更是达到50%的距离,它依赖于供受体双方的光物理性质以及阐明机理、应用开发的必要。为了研究生物大分子的结构和[2]它们之间的取向,选定能量供受体对之后,可以将R0看作生物大分子之间的相互作用,人们应用了电子显微镜、X-线恒量。利用这个临界转移距离R0和实验测得的能量转移效晶体衍射技术、核磁共振等方法,而仅诞生50年的荧光共振率E就可测出能量供体与受体间的距离R。能量转移(fluorescenceresonanceenergytransfer,FRET)理论引
6、据此,Stryer和Haugland在1967年提出,FRET可以作为入生物学也有30多年时间,作为一种极为有效的光学分子光学尺,用以测量1.0~6.0nm之间的距离[3]。由于发生荧尺它在不断完善的过程中大大推动了生物检测的发展。光共振能量传递将改变能量供体的去偏振程度、荧光寿命及荧光强度,而能量受体也有相应参数的变化,测定这些参数1FRET的发生、应用原理值就可以得出能量传递效率E。其中能量供体的荧光强度的变化最容易测量,是最常用的检测参数。此外,荧光体的一对合适的荧光物质可以构成一个能量供体(d
7、onor)和去偏振程度、荧光寿命的变化也能用特殊的仪器测出,用以能量受体(acceptor)对,它们之间由于偶极-偶极的相互作用,推算能量传递效率。激发供体分子的光子能量hM可能被传递至受体分子,而后人们利用生物体自身的荧光或者将荧光物质标记到所受体分子通过发射出光子hMc(hM>hMc)而松弛,这就是1948研究的对象上,构建出大量合适的能量供受体对,应用在核[1]年由FÊrster首先提出的荧光共振能量转移理论。其直观酸检测、蛋白质结构、功能分析、免疫分析等许多方面,在应的表现就是供体和受体之间达
8、到合适的距离内(1~10nm),用中产生的新的需要随着新的荧光物质的发现、更灵敏精确以供体的激发光激发,供体产生的荧光强度比它单独存在时的仪器的制造以及分析手段的提高不断得到满足,以下分别要低得多,而受体发射的荧光却大大增强,同时伴随它们的加以阐述。荧光寿命的相应缩短和拉长。能量传递的效率和供体的发射光谱与受体的吸收光谱的重叠程度、供体与受体的跃迁偶*海洋领域863计划(819-Q-06)、国家自然科学基金(39800029)和福极的相对取向、供体与受体
