[发明专利]一种基于FRET的融合蛋白、荧光纳米颗粒及其应用

说明书

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种基于FRET的融合蛋白、荧光纳米颗粒及其应用。该融合蛋白包括病毒结构蛋白，所述病毒结构蛋白能自组装成病毒样颗粒；和能实现荧光共振能量转移的供体‑受体对。本发明还提供一种病毒样荧光纳米颗粒由该融合蛋白组装得到，所述荧光纳米颗粒在提高FRET效率的同时，还极大提高了其作为荧光探针功能过程中的荧光信号输出量，在提高检测的灵敏度和稳定性的同时降低背景值提高信噪比；在应用时可直接与靶向性配体相连，可以保证荧光蛋白对的FRET效果，稳定性好，灵敏度高，使得实验结果误差减小，实验结果更贴近真实。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种基于FRET的融合蛋白、荧光纳米颗粒及其应用。

背景技术

荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer，FRET)是指两个不同的荧光发色基团，其中一个荧光发色基团(供体)的发射光谱与另一荧光发色基团(受体)的吸收光谱有一定的重叠，当供体分子被激发后，受体与供体相距一定合适的距离，且供体和受体的基态及第一电子激发态两者的振动能级间的能量差相互适应时，处于激发态的供体将把一部分或全部能量通过偶极子的介导转移给受体，使受体被激发，在整个能量转移过程中，不涉及光子的发射和重新吸收。这种无辐射方式的能量转移的效率与供体和受体之间的距离的六次方成反比，使得FRET对距离的微小变化极为敏感。

FRET发生的条件包括：供体荧光分子的发射光谱与受体荧光分子的吸收光谱有一定的重叠；供体与受体之间的距离在10nm以内；供体的量子产率和受体的光吸收系数足够高；供体与受体的偶极具有合适的相对取向(Neha S et al.,Role of green fluorescentproteins and their variants in development of FRET-based sensors[J].Journalof Biosciences,2018)。

斯托克斯位移(Stokes shift)是荧光染料的一个重要的光物理参数，通常指一个荧光发色基团的最大激发光到最大发射光的波长差。在生物学研究中，斯托克斯位移小的荧光探针会导致探针荧光的严重自淬灭和瑞利散射，从而使检测的结果产生严重的误差，而斯托克斯位移较大则有利于消除背景激发光的影响，提高信噪比，增强检测灵敏性。因此，斯托克斯位移在荧光探针的设计和研究当中起着导向性的作用，而FRET效应带来的荧光探针的长斯托克斯位移具有明显的优势。

现在普遍使用的荧光探针是用单一的荧光染料修饰功能大分子(如蛋白质分子、核酸分子等)。但是，这种修饰的荧光染料个数有限，荧光信号背景值高，其稳定性、灵敏度，信噪比等都受到了较大的限制。例如，人的血清中含有多种荧光物质，在激发光的激发下正常人的血清荧光发射光谱基本覆盖整个可见光的范围(背景信号)(朱殿明,金万祥,骆晓森,et al.人血清血卟啉荧光光谱的双正交样条小波识别[J].光谱学与光谱分析,2008(08):185-188.)，这种背景荧光对于大多数临床血液或血清样本的荧光检测具有极大的干扰，严重影响受检者的检验数据判定。又如在活体动物成像当中，也存在着动物自发荧光的干扰及荧光穿透性差的问题(陈陵,高军,熊晓峰,et al.活体生物光学分子成像技术研究进展[J].医学综述,2010,16(24):3800-3802.)。因此，亟需一种能同时标记多个荧光基团，且荧光信号稳定性好、灵敏度高、信噪比高的荧光修饰体系。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术问题之中的至少一种。为此，本发明提供了一种基于FRET的融合蛋白、荧光纳米颗粒及其应用。

因此，本发明的目的之一在于提供一种融合蛋白。

本发明的另一目的在于提供一种编码所述融合蛋白的核酸序列。

本发明的又一目的在于提供一种由所述融合蛋白组装得到的病毒样荧光纳米颗粒。

本发明所采用的技术方案如下文所述。