绿色荧光蛋白

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绿色荧光蛋白
(Green fluorescent protein)
PDB 1ema EBI.jpg
維多利亞多管水母綠色熒光蛋白的結構。[1]
鉴定
标志 Reginal
Pfam(蛋白家族查询站) PF01353
Pfam宗系 CL0069
InterPro(蛋白数据整合站) IPR011584
SCOP(蛋白结构分类数据站) 1ema
GFP ribbon diagram. From PDB 1EMA.
Julian Voss-Andreae's GFP-based sculpture Steel Jellyfish (2006). The image shows the stainless steel sculpture on display at Friday Harbor Laboratories on San Juan Island (Wash., USA), the place of GFP's discovery.

綠色螢光蛋白(Green fluorescent protein,簡稱GFP),是一个由238个氨基酸残基组成的蛋白,在藍色到紫外线波長範圍的光線激發下,會發出綠色螢光[2][3]虽然许多其他海洋生物也有类似的绿色荧光蛋白,绿色荧光蛋白(GFP)传统是指首先从維多利亞多管發光水母中分离的蛋白质。這種蛋白質最早是由下村脩等人在1962年在維多利亞多管發光水母中發現。這個發光的過程中還需要冷光蛋白質水母素的幫助,且這個冷光蛋白質與鈣離子(Ca2+)可產生交互作用。

維多利亞多管發光水母中發現的野生型綠色螢光蛋白,395nm和475nm分別是最大和次大的激发波长,它的发射波長的峰點是在509nm,在可見光光的範圍下是較弱的位置。绿色荧光蛋白的荧光量子产率英语Quantum yield(QY)为0.79。由海腎英语Sea pansy(sea pansy)所得的綠色螢光蛋白,僅有在498nm有一個較高的激發峰點。

細胞生物學分子生物學領域中,綠色螢光蛋白(GFP)基因常被用作為一個報導基因英语Reporter gene(reporter gene)。[4]一些經修飾過的型式可作為生物传感器(Biosensors),綠色螢光蛋白基因也可以轉殖脊椎動物(例如:兔子)上進行表現,並拿來映證某種假設的實驗方法。通过育种,注射病毒载体,或细胞转化,綠色螢光蛋白(GFP)基因可以被引入到生物,并保持其他们的基因组。迄今为止,该綠色螢光蛋白(GFP)基因已被导入并表达在许多细菌酵母和其他真菌,鱼(例如斑马鱼),植物,苍蝇,和哺乳动物细胞,包括人。

2008年10月8日,日本科学家下村脩美国科学家马丁·查尔菲钱永健因为发现和改造绿色荧光蛋白而获得了当年的诺贝尔化学奖[5][6]

歷史[编辑]

野生型GFP(wtGFP)[编辑]

在1960年代和1970年代,綠色熒光蛋白,連同分開發光蛋白水母素,首先從維多利亞多管發光水母被純化,及其屬性被下村修研究。[7]

GFP衍生物[编辑]

The diversity of genetic mutations is illustrated by this San Diego beach scene drawn with living bacteria expressing 8 different colors of fluorescent proteins.

由於對廣泛使用的潛力和研究人員不斷變化的需求,綠色熒光蛋白的許多不同的突變體已被改造設計。[8]

应用[编辑]

荧光显微镜[编辑]

GFP和它的衍生物的可用性已经彻底重新定义荧光显微镜,以及它被用来在细胞生物学和其他生物学科的方式。[9]

參見[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ Ormö M, Cubitt AB, Kallio K, Gross LA, Tsien RY, Remington SJ. Crystal structure of the Aequorea victoria green fluorescent protein. Science. September 1996, 273 (5280): 1392–5. doi:10.1126/science.273.5280.1392. PMID 8703075. 
  2. ^ Prendergast FG, Mann KG; Mann. Chemical and physical properties of aequorin and the green fluorescent protein isolated from Aequorea forskålea. Biochemistry. 1978, 17 (17): 3448–53. doi:10.1021/bi00610a004. PMID 28749. 
  3. ^ Tsien RY. The green fluorescent protein (PDF). Annu Rev Biochem. 1998, 67: 509–44. doi:10.1146/annurev.biochem.67.1.509. PMID 9759496. 
  4. ^ Phillips G. Green fluorescent protein--a bright idea for the study of bacterial protein localization. FEMS Microbiol Lett. 2001, 204 (1): 9–18. doi:10.1016/S0378-1097(01)00358-5. PMID 11682170. 
  5. ^ http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2008/
  6. ^ 钱永健等三位美国科学家获诺贝尔化学奖
  7. ^ Shimomura O, Johnson F, Saiga Y. Extraction, purification and properties of aequorin, a bioluminescent protein from the luminous hydromedusan, Aequorea. J Cell Comp Physiol. 1962, 59 (3): 223–39. doi:10.1002/jcp.1030590302. PMID 13911999. 
  8. ^ Shaner N, Steinbach P, Tsien R. A guide to choosing fluorescent proteins (PDF). Nat Methods. 2005, 2 (12): 905–9. doi:10.1038/nmeth819. PMID 16299475. 
  9. ^ Yuste R. Fluorescence microscopy today. Nat Methods. 2005, 2 (12): 902–4. doi:10.1038/nmeth1205-902. PMID 16299474.