西伯利亚联邦大学

发光蛋白是能够在化学反应期间发光的生物发光蛋白。发光蛋白发生生物发光反应所必需的底物是一种特殊的分子腔肠素。在自然界中，发光蛋白存在于许多海洋生物中，例如发光的海洋水螅。这些海洋生物，更罕见的是淡水生物，形成大型殖民地，过着掠夺性的生活方式。

迄今为止，一项紧迫的任务是改变发光蛋白的特性以扩大其应用范围。例如，众所周知，活生物体的组织很难透过蓝光而很好地透过红光。因此，为了有效地使用发光蛋白来可视化组织内部过程，最好将它们的发光转移到光谱的红色区域。然而，天然发光蛋白会发出蓝光。可以用Celenterazine-v 化学修饰底物分子，从而使蛋白质的发光为黄色或红色。Celenterazine-v 是一种众所周知的发光蛋白生物发光的天然底物腔肠素的化学类似物。Celenterazine-v 能够将辐射的颜色变为更红的颜色。然而，被这种类似物激活的发光蛋白的发光非常微弱，效率低下，这大大降低了它们的实际潜力。包括 SibFU 专家在内的一组科学家发现了Celenterazine-v 发光蛋白效率低的原因。

该研究合著者，西伯利亚联邦大学生物物理系和生物技术系副教授，俄罗斯科学院西伯利亚分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心生物物理学院高级研究员Elena Eremeeva说道：“利用晶体学和 X 射线衍射分析的方法，我们的科学团队与来自中国的同事一起，设法解决了腔肠素-v (obelin-v) 激活的 obelin 的三维空间结构。 这让我们看到如何新底物整合到蛋白质的活性中心，并我们确认蛋白质的结构不受干扰。”

据研究人员称，通过将 obelin-v 的结构与用常规腔肠素激活的 obelin 的结构进行比较，揭示了两种蛋白质变体之间的重要差异，这可能是 obelin-v 生物发光效率低的原因。同样在该研究中，详细描述了 obelin-v 的生物发光和荧光特性，并考虑了它们与蛋白质结构组织的关系。

科学家们报告说，他们工作的下一阶段将是在生物发光反应后获得不同的空间结构 - obelin-v。通过将反应前后所有可用结构与天然和化学修饰的底物进行比较，专家们希望找出腔肠素-v发光蛋白生物发光活性低的原因，并在未来纠正这一缺陷。将来，发光蛋白可以用作传感器，以更高的效率可视化组织中的过程。

该研究获得了俄罗斯基础研究基金会第 20-54-53011 号（与中国国家自然科学基金联合）的资助。