Förster-féle rezonáns energiaátadás
A Förster-féle rezonáns energiaátadás (rövidítve: FRET, az angol Förster resonance energy transfer után; szó szerint ’Förster-típusú rezonancia-energiatranszfer’) olyan mechanizmus, amely a kromoforok közötti energiaátvitelt írja le. Esetenként fluoreszcens rezonancia-energiatranszfernek, rezonáns energiatranszfernek (RET) vagy elektronikus energiatranszfernek (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 aszimptotájaként határozzák meg.[4],[5]
A FRET kísérleti igazolása
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
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
- 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
- http://www.cell.com/biophysj/retrieve/pii/S0006349501762650
- http://www.quantum-chemistry-history.com/Sina_Dat/BOOKIstaLec/IstaLec1.htm.
- http://www.cell.com/molecular-cell/retrieve/pii/S1097276502004963
- http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959440X00001901
- http://www.olympusmicro.com/primer/techniques/fluorescence/fret/fretintro.html Archiválva 2011. július 16-i dátummal a Wayback Machine-ben
- http://www.calctool.org/CALC/chem/photochemistry/fret
- https://web.archive.org/web/20080918072755/http://dwb.unl.edu/Teacher/NSF/C08/C08Links/pps99.cryst.bbk.ac.uk/projects/gmocz/fret.htm
- https://web.archive.org/web/20160305085228/http://immunologia.elte.hu/oktatas/fluor-2.pdf