Le tryptophane
fluorescence, qui est vu en protéines contenant du tryptophane, un acide aminé,
est un phénomène qui se produit lorsque le tryptophane est exposé aux rayons
ultraviolets (UV). Électrons dans le tryptophane sont excités à un état
d'énergie supérieur par absorption UV et tombent ensuite à nouveau à l'état du
sol, émettre une fluorescence dans le processus. Le tryptophane est un
composant des protéines à fluorescence intrinsèque et a de nombreuses
applications en biochimie, où il est utilisé comme sonde pour étudier le comportement
de pliage et de protéine.
Comme l'un de
plusieurs acides aminés, le tryptophane est une molécule organique qui lie à la
chaîne avec d'autres acides aminés pour former des protéines. Il est également
l'un des 10 acides aminés essentiels dans le régime alimentaire des êtres
humains. Chimiquement, le tryptophane est aromatique, ce qui signifie que sa
structure moléculaire comprend un noyau d'atomes liés de telle manière à
permettre à des électrons du cycle autour de l'anneau. Les électrons dans cette
structure en anneau absorbent la lumière UV, ce qui permet de fluorescence du
tryptophane eu lieu.
Les électrons
dans un atome ou une molécule existent généralement dans l'état d'énergie la
plus faible possible, l'état du sol. Lorsqu'un électron absorbe de l'énergie à
partir d'un photon, ou particule de lumière, l'énergie de photon qui provoque
l'électron pour passer à un état d'énergie plus élevé - un état excité.
L'électron excité revient à l'état fondamental en émettant de l'énergie,
souvent sous la forme de lumière appelée fluorescence. La fluorescence du
tryptophane est un exemple de ce processus.
La lumière ultraviolette,
le même type de lumière trouvé dans la lumière du soleil, n'est pas visible à
l'œil humain. Ses longueurs d'onde sont trop courtes pour que les humains
perçoivent visuellement, allant de 10 nanomètres (nm) à 400 nm de longueur. Le
tryptophane peut absorber des longueurs d'onde de la lumière à 280 nm de
longueur et émet un peu plus longues longueurs d'onde sur un spectre, avec la
plupart des émissions à environ 320 à 375 nm de longueur.
Les composés
organiques, y compris le tryptophane sont analysés dans les laboratoires
utilisant une technique connue sous le nom de fluorescence spectroscopie. Un
faisceau de lumière ultraviolette est dirigée vers la protéine ou de la
structure moléculaire à l'étude, ce qui provoque ses électrons pour devenir
excité. La longueur d'onde de fluorescence que les électrons émettent comme ils
tombent sur l'état du sol est alors mesurée. La spectroscopie de fluorescence
peut être utile dans l'étude de la structure repliée de protéines.
Fluorescence du
tryptophane fournit également un outil d'analyse de composés biochimiques. Dans
la recherche médicale, par exemple, la fluorescence du tryptophane est parfois utilisée
en tant que sonde afin de déterminer comment les protéines dans les tissus ou
le sang se comportent collage ou avec d'autres molécules. Les variations de
longueurs d'onde de fluorescence peuvent indiquer des changements chimiques
dans l'environnement immédiat de tryptophane.