Single‐Molecule FRET Ruler Based on Rigid DNA Origami Blocks

费斯特共振能量转移 DNA折纸 接受者 分子 荧光 连接器 化学 半径 化学物理 光谱学 纳米技术 分子物理学 结晶学 材料科学 光学 物理 纳米结构 计算机科学 操作系统 计算机安全 有机化学 凝聚态物理 量子力学
作者
Ingo H. Stein,Verena Schüller,Philip Böhm,Philip Tinnefeld,Tim Liedl
出处
期刊:ChemPhysChem [Wiley]
卷期号:12 (3): 689-695 被引量:129
标识
DOI:10.1002/cphc.201000781
摘要

Abstract Fluorescence resonance energy transfer (FRET) has become a work‐horse for distance measurements on the nanometer scale and between single molecules. Recent model systems for the FRET distance dependence such as polyprolines and dsDNA suffered from limited persistence lengths and sample heterogeneity. We designed a series of rigid DNA origami blocks where each block is labeled with one donor and one acceptor at distances ranging between 2.5 and 14 nm. Since all dyes are attached in one plane to the top surface of the origami block, static effects of linker lengths cancel out in contrast to commonly used dsDNA. We used single‐molecule spectroscopy to compare the origami‐based ruler to dsDNA and found that the origami blocks directly yield the expected distance dependence of energy transfer since the influence of the linkers on the donor–acceptor distance is significantly reduced. Based on a simple geometric model for the inter‐dye distances on the origami block, the Förster radius R 0 could directly be determined from the distance dependence of energy transfer yielding R 0 =5.3±0.3 nm for the Cy3–Cy5 pair.
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