Struktur & mekanism
Apoaequorin är en ~22 kDa kalciumbindande fotoprotein från hydrozoanen Aequorea victoria. Den består av apoproteinet (apoaequorin) icke-kovalet bundet till luciferinen coelenterazin. Vid bindning av tre Ca²⁺-joner sker en konformationsförändring som oxiderar coelenterazin till coelenteramid + CO₂ + blått ljus (λmax 469 nm).
Vegenskaper
- Hög Ca²⁺-affinitet (Kd ~10⁻⁶–10⁻⁷ M); selektiv över Mg²⁺.
- Engångsanvändning (förbrukar coelenterazin); regenereras genom tillägg av fräsch coelenterazin.
- Stabil vid rumstemperatur när flytorkad.
Historisk betydelse
Upptäckt av Osamu Shimomura (1962); bände vägen för GFP-upptäckt (Shimomura, Chalfie, Tsien – 2008 Nobelpris i kemi). Apoaequorin var den första genetiskt kodbara kalciumindikatorn.
Applikationer
- In vitro Ca²⁺-analyser: Rekonstituerad aequorin i celllysat, organeller.
- Genetiskt kodade kalciumindikatorer (GECI): Fusion av apoaequorin till target-sekvenser (mitochondrier, ER, kärna) för kompartmentspecifik Ca²⁺-avbildning i levande celler.
- Höggenomflödes-screening: Aequorin-baserade GPCR-analyser (β-arrestin-rekrytering, G-proteinkaktivering) i läkemedelsutveckling.
- Transgena organismer: Arabidopsis, zebrafisk, möss som uttrycker aequorin för in vivo Ca²⁺-dynamik.
- Biosensorer: Immobiliserad aequorin för miljöovervakning av Ca²⁺.
Fördelar vs. fluorescenta färger (Fura-2, Fluo-4)
- Ingen excitationsljus → ingen fotoblekning, fototoxicitet eller autofluorescens.
- Utmärkt signal-brus-förhållande; absolut [Ca²⁺]-kalibrering möjlig.
- Målbar till organeller via genetisk fusion.
Begränsningar
- Förbrukningsbart coelenterazin (kostnad, permeabilitet).
- Lägre tidsupplösning (ms–s) vs. fluorescenta indikatorer (µs).
- Kräver transfektion/transgenes; olämplig för akut belastning.
Kommerciell anmärkning
Apoaequorin marknadsförs som kosttillskott ("Prevagen") med påståenden om kognitiv nytta. Klinisk evidens är begränsad och omstridd; FDA har utfärdat varningsbrev. Denna artikel täcker forskningsverktyget, inte tillskottet.
