绿色荧光蛋白(GFP,Green Fluorescent Protein)是源自维多利亚管水母的天然荧光蛋白,因其发色团可在蓝光激发下发出绿色荧光而成为现代生物学最重要的工具蛋白之一。
分子结构
GFP由238个氨基酸组成,形成独特的β-桶状结构(β-barrel):11条β-折叠片围成中空圆桶,发色团位于桶中央。发色团由Ser65-Tyr66-Gly67三肽经自催化环化和氧化形成4-(对羟基亚苄基)咪唑啉酮,无需任何外源[[0. 辅酶]]或底物。
生物学功能
野生型GFP激发峰395nm/475nm,发射峰509nm(绿色)。β-桶结构保护发色团免受溶剂猝灭,使荧光量子产率高达0.79。在水母体内与水母发光蛋白aequorin偶联,将蓝色生物发光转化为绿色荧光。
应用与改造
GFP基因可融合至目标蛋白的编码序列,在活细胞中实时追踪蛋白质定位与运动。通过定点突变已开发出增强型(EGFP)、黄色(YFP)、青色(CFP)等变体。2008年诺贝尔化学奖授予GFP的发现与应用。
参考资料
• Lehninger Principles of Biochemistry (7th ed.)
• 王镜岩等《生物化学》(第4版)
• Stryer Biochemistry (9th ed.)