Tryptofanfluorescens, som ses i proteiner som innehåller aminosyran tryptofan, är ett fenomen som uppstår när tryptofan utsätts för ultraviolett (UV) ljus. Elektroner i tryptofan exciteras till ett högre energitillstånd genom UV-absorption och sjunker sedan igen till grundtillstånd och avger fluorescens i processen. Tryptofan är en inneboende fluorescerande komponent i proteiner och har många tillämpningar inom biokemi, där det används som en sond för att studera proteinveckning och beteende.
Som en av flera aminosyror är tryptofan en organisk molekyl som länkas i kedjor med andra aminosyror för att bilda proteiner. Det är också en av de 10 essentiella aminosyrorna i människors kost. Kemiskt sett är tryptofan aromatisk, vilket betyder att dess molekylära struktur inkluderar en ring av atomer kopplade på ett sådant sätt att elektronerna kan cirkulera runt ringen. Elektronerna i denna ringstruktur absorberar UV-ljus, vilket gör att tryptofanfluorescens kan äga rum.
Elektroner i en atom eller molekyl existerar vanligtvis i lägsta möjliga energitillstånd, grundtillståndet. När en elektron absorberar energi från en foton, eller ljuspartikel, får energin från den fotonen att elektronen hoppar till ett högre energitillstånd – ett exciterat tillstånd. Den exciterade elektronen återgår till grundtillstånd genom att sända ut energi, ofta i form av ljus som kallas fluorescens. Tryptofanfluorescens är ett exempel på denna process.
Ultraviolett ljus, samma typ av ljus som finns i solljus, är inte synligt för det mänskliga ögat. Dess våglängder är för korta för att människor ska kunna uppfatta dem visuellt, allt från 10 nanometer (nm) till 400 nm i längd. Tryptofan kan absorbera våglängder av ljus upp till 280 nm i längd och avger något längre våglängder över ett spektrum, med de flesta emissioner på cirka 320 till 375 nm i längd.
Organiska föreningar inklusive tryptofan analyseras i laboratorier med en teknik som kallas fluorescensspektroskopi. En stråle av UV-ljus riktas mot proteinet eller molekylstrukturen som studeras, vilket gör att dess elektroner blir exciterade. Våglängden av fluorescens som elektronerna avger när de faller till marktillståndet mäts sedan. Fluorescensspektroskopi kan vara användbar för att studera proteiners veckade struktur.
Tryptofanfluorescens ger också ett verktyg för att analysera biokemiska föreningar. I medicinsk forskning, till exempel, används tryptofanfluorescens ibland som en sond för att avgöra hur proteiner i vävnader eller blod beter sig eller binder till andra molekyler. Variationer i fluorescensvåglängder kan indikera kemiska förändringar i tryptofans omedelbara miljö.