Les chromoprotéines sont des protéines colorées produites par divers organismes marins, notamment les coraux et les anémones de mer. Contrairement aux protéines fluorescentes, elles absorbent intensément la lumière visible, ce qui leur confère des couleurs vives sans nécessiter d'excitation par la lumière ultraviolette. Ces caractéristiques font des chromoprotéines des candidats prometteurs pour diverses applications en biotechnologie et en biologie synthétique.
Structure et Composition
Les chromoprotéines partagent une structure similaire à celle des protéines fluorescentes, telles que la protéine fluorescente verte (GFP). Elles se composent généralement de onze feuillets bêta formant un baril bêta protecteur, à l'intérieur duquel se trouve un chromophore structuré en hélice alpha. Ce chromophore est souvent formé par une moitié imidazolidine résultant de l'interaction de trois acides aminés spécifiques.
La majorité des chromoprotéines adoptent une structure tétramérique, ce qui peut améliorer leur stabilité thermique et leur longévité intracellulaire, renforçant ainsi leur fonction photoprotectrice contre le stress lumineux excessif. Cependant, cette oligomérisation peut également entraîner des problèmes d'agrégation lorsqu'elles sont surexprimées dans des systèmes hétérologues, comme les bactéries ou les cellules de mammifères, limitant ainsi la production de protéines recombinantes.
Mécanismes d'Action et Rôles Biologiques
Bien que les rôles exacts des chromoprotéines dans leurs organismes hôtes ne soient pas entièrement compris, il est hypothéisé qu'elles jouent un rôle photoprotecteur, aidant à protéger les tissus des dommages causés par la lumière intense. De plus, elles pourraient servir de marqueurs génétiques dans des applications de biologie synthétique, en raison de leur capacité à fournir une détection visuelle sans interférence de fluorescence de fond.
Applications en Biotechnologie
Les chromoprotéines ont trouvé des applications variées, notamment :
- Marqueurs génétiques : Leur capacité à fournir des signaux colorés sans fluorescence de fond en fait des outils utiles pour le suivi des processus biologiques dans les cellules.
- Imagerie photoacoustique : En tant que donneurs de FRET (transfert d'énergie par résonance de Förster), les chromoprotéines peuvent être utilisées pour des applications d'imagerie avancées, permettant une meilleure résolution et une détection plus précise des signaux biologiques.
- Développement de protéines de fusion : Les chromoprotéines peuvent être fusionnées à d'autres modules, comme des modules de liaison aux glucides, pour créer des protéines fonctionnelles adaptées à des applications spécifiques, telles que la fonctionnalisation de textiles.
