中國科學(xué)院生物物理研究所研究通過擴(kuò)展基因密碼子，實現(xiàn)了具有金屬結(jié)合能力的非天然氨基酸8-羥基喹啉丙氨酸（HqAla）在活細(xì)胞中的基因編碼。

    基因編碼具有金屬離子結(jié)合能力的非天然氨基酸對于酶工程及機(jī)理研究、設(shè)計蛋白質(zhì)傳感器，以及利用順磁共振研究蛋白質(zhì)動態(tài)構(gòu)象變化而言，是一個有力的研究工具。為了進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)合金屬離子的能力和增加結(jié)合金屬離子的種類，研究人員合成了金屬離子螯合能力更強(qiáng)的8-羥基喹啉丙氨酸（HqAla）。研究表明，該化合物結(jié)合銅離子能力達(dá)到了0.1 fM。通過擴(kuò)展基因密碼子，研究首次實現(xiàn)了HqAla在活細(xì)胞中的編碼，在sfGFP、sfYFP、PsmOrange及eqFP650熒光蛋白的發(fā)色團(tuán)中心編碼該非天然氨基酸，發(fā)現(xiàn)以上熒光蛋白的大發(fā)射波長均紅移30 nm左右。eqFP650-67-HQAla蛋白的最大發(fā)射波長紅移至680 nm，是迄今為止報道的發(fā)射波長最為紅移的熒光蛋白。

     這些蛋白突變體將可能被作為體內(nèi)成像研究的標(biāo)記物，增加探測的靈敏度，進(jìn)而進(jìn)行深層組織成像或者作為熒光能量共振轉(zhuǎn)移傳感器的元件。在活細(xì)胞中編碼該非天然氨基酸可作為鋅離子選擇性傳感器，敏感特異的鋅離子感應(yīng)器使得人們能夠更深入地研究鋅離子對生命活動的調(diào)控機(jī)理。由于該氨基酸具有更強(qiáng)的銅離子結(jié)合能力，是先前報道的3-吡唑酪氨酸的九百萬倍，8-羥基喹啉丙氨酸是比3-吡唑酪氨酸更優(yōu)良的光致電子傳遞探針，提供了研究蛋白中的電子傳遞的有力工具。