| Zöld fluoreszcens fehérje | |
|---|---|
| Az Aequorea victoria medúza GFB szerkezete [1] | |
| Azonosítók | |
| Szimbólum | ZFB, GFP |
| Pfam | PF01353 |
| Pfam klán | CL0069 |
| InterPro | IPR011584 |
| SCOP | 1ema |
| SZUPERCSALÁD | 1ema |
| Elérhető fehérjeszerkezetek | |
| Pfam | szerkezetek |
| EKT | RCSB EKT ; PDBe ; EKTj |
| EKT-összeg | 3D modell |
| Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
A zöld fluoreszcens fehérje ( GFP ) az Aequorea victoria medúzából izolált fehérje , amely a kéktől az ultraibolya fényig terjedő fénnyel megvilágítva a zöld tartományban fluoreszkál . Jelenleg a fehérjegént széles körben használják világító markerként a sejt- és molekuláris biológiában a sejtfehérjék expressziójának tanulmányozására . A fehérje módosításokat bioszenzorokban való használatra fejlesztették ki . Egész világító állatokat hoztak létre (például sertéseket ), amelyekben a ZFB bekerült a genomba, és öröklődik. GFB -tartalmú vírusvektorokat is készítettek , amelyek lehetővé teszik a kívánt gén helyi bejuttatását az állati szervezetbe és az expresszált fehérje nyomon követését. 2008-ban Osamu Shimomura , Martin Chalfi és Roger Tsien kémiai Nobel-díjat kapott "a zöld fluoreszcens GFP fehérje felfedezéséért és fejlesztéséért".
A zöld fluoreszcens fehérjét két abszorpciós csúcs jellemzi 395 nm -nél (fő) és 475 nm-nél (kisebb), valamint egy fluoreszcenciacsúcs 498 nm-nél. A fehérje 238 aminosavból áll , molekulatömege 26,9 kDa. A fehérje egy tipikus béta-lemez szerkezet (lásd például lipokalint ), amely az elsődleges szekvencia 11 menetéből álló "hordót" vagy "hengert" képez, amelyben egy fluorofor található . A henger héja megvédi a fluorofort attól, hogy fluoreszcenciáját a mikrokörnyezet komponensei kioltsák. Ezenkívül a molekula belső szerkezete a Ser 65 - Tyr 66 - Gly 67 tripeptid specifikus ciklizációs reakcióit idézi elő, ami fluorofor képződéséhez vezet. Ezt a folyamatot érésnek nevezik, és több szakaszból áll, amelyek mindegyike különböző spektrális tulajdonságokkal rendelkező közbenső vagy végtermékeket képez.
A fehérje kristályszerkezetét 1996-ban fejtették meg a Remington Laboratoryban. Rávilágított a fluorofor képződés mechanizmusára és a környező aminosavak szerepére. Ez lehetővé tette, hogy a vad típushoz képest megnövekedett rezisztenciával, eltérő fluoreszcenciával és egyéb jobb tulajdonságokkal rendelkező mutáns GFP -ket kapjunk.
A zöld fluoreszcens fehérjét egy másik világító fehérjével , az aequorinnal együtt izolálta az Aequorea victoria medúzából Osamu Shimomura , aki 1960-ban érkezett Japánból a Princeton Egyetemre , és elkezdte tanulmányozni a medúza biolumineszcenciáját . Az 1960-as és 1970-es években mindkét fehérjét izolálta, és lumineszcenciájuk mechanizmusát tanulmányozta. Kiderült, hogy az A. victoriában a kalciumionok és az aequorin kölcsönhatása a fehérje kék lumineszcenciáját okozza. Ennek a biolumineszcenciának egy része átkerül a zöld fluoreszcens fehérjébe, amely elnyeli a kék fényt és zöld fluoreszcenciát bocsát ki, ami zöld eltolódást eredményez a medúza fényében.
A GFP-k alkalmazása a molekuláris biológiában azonban csak az 1990-es években kezdődött. 1992-ben Douglas Prasher klónozta és szekvenálta a fehérje DNS -ét , majd finanszírozás hiányában kénytelen volt bezárni a projektet, és a kapott DNS-t több laboratóriumba is elküldte, köztük Martin Chalfi laboratóriumába is . Martin Chalfi a szekvenciát Escherichia coliban és Caenorhabditis elegansban fejezte ki, és 1994 -ben publikálta az eredményeket a Science folyóiratban . Egy hónappal később megjelentek Frederick Tsuji laboratóriumának független eredményei . Kiderült, hogy a GFP natív konformációt vett fel, és szobahőmérsékleten, további kofaktorok hozzáadása nélkül fluorofort képez, ami lehetővé tette a fehérje markerként való felhasználását számos szervezet sejtjében.
Julian Voss-Andreae, a német származású "fehérjeszobrokra" szakosodott művész a ZFB szerkezetére alapozva készített szobrokat, köztük a "Green Fluorescent Protein" (2004) 1,7 m magas és az "Acél medúza (2006)" 1,4 m magas Ez utóbbit a Washingtoni Egyetem (Washingtoni Egyetem) Friday Harbor Laboratories biológiai állomásán telepítették , ahol 1962-ben Osama Shimomura felfedezte a ZFB-t.