Förster resonance energy transfer（FRET）

🧠 Förster共鳴エネルギー移動Förster resonance energy transfer Förster共鳴エネルギー移動（Förster resonance energy transfer）Förster resonance energy transfer（Förster共鳴エネルギー移動） は、供与体donor 供与体（donor）donor（供与体） と受容体が数nmまで近づいたとき、供与体donor 供与体（donor）donor（供与体） の励起エネルギーが光子を介さず受容体へ移る現象である。

エネルギー移動の条件

供与体donor 供与体（donor）donor（供与体） の発光スペクトル emission spectrum 発光スペクトル（emission spectrum） emission spectrum（発光スペクトル） と受容体の吸収スペクトル absorption spectrum 吸収スペクトル（absorption spectrum） absorption spectrum（吸収スペクトル） が重なること、遷移双極子 dipole 双極子（dipole） dipole（双極子） の配向が適切であること、両者が近接することが必要である。通常の蛍光の再吸収とは異なり、放出光子が空間を飛ぶ過程ではない。

距離の6乗依存性

FRET効率$E$は、分子間距離$r$とFörster距離 Förster distanceFörster距離（Förster distance） Förster distance（Förster距離）$R_0$を用いて

と表される。$R_0$は$E=0.5$となる距離で、色素対ごとに決まる。6乗依存性により1–10 nm程度の近接には敏感だが、それより遠い距離の測定には向かない。

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='donor'>供与体</span>を選択的に励起"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='donor'>供与体</span>と受容体が数nm以内"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='non-radiative energy transfer'>非放射的エネルギー移動</span>"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='donor'>供与体</span>蛍光・寿命が低下"]
  C --> E["受容体蛍光が増加"]
  D --> F["分子間距離・相互作用を推定"]

生体分子測定

蛍光顕微鏡fluorescence microscope蛍光顕微鏡（fluorescence microscope）fluorescence microscope（蛍光顕微鏡）で蛋白質間相互作用、構造変化conformational change構造変化（conformational change）conformational change（構造変化）、酵素活性を可視化できる。ただし色素濃度、直接励起、漏れ込み、配向の変化を補正しないと距離だけの変化とは断定できない。

まとめ

励起状態からの緩和、発光、測定値の解釈は、蛍光の時間依存性 time-dependent 時間依存性（time-dependent） time-dependent（時間依存性） と実験条件を併せて考える。¹²

• FRETは供与体 donor 供与体（donor） donor（供与体） から近接受容体への非放射的エネルギー移動 non-radiative energy transfer 非放射的エネルギー移動（non-radiative energy transfer） non-radiative energy transfer（非放射的エネルギー移動） である。
• 効率は距離の6乗に依存し、数nmの分子定規 molecular ruler 分子定規（molecular ruler） molecular ruler（分子定規） となる。
• スペクトル重なりと配向も効率を変えるため、適切な対照が必要である。