綠色熒光蛋白簡(jiǎn)介

劉曉萃 王明召

摘要 以高中化學(xué)新課標(biāo)教材中有關(guān)氨基酸、蛋白質(zhì)的知識(shí)為切入點(diǎn),介紹綠色熒光蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生色團(tuán)與發(fā)光特性、優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用,為一線教師提供前沿化學(xué)知識(shí)。

關(guān)鍵詞 高中化學(xué);綠色熒光蛋白;新課標(biāo)

中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-489X(2009)24-0030-02

Introduction of Green Fluorescent Protein: To Help Implementation of New Curriculum Standard//Liu Xiaocui, Wang Mingzhao

Abstract The structure, chromophore, fluorescent property, advantage and application of the green fluorescent protein was briefly introduced in this paper, aimed to offer the frontier chemistry for the senior chemistry teachers.

Key words senior chemistry; green fluorescent protein; new curriculum standard

Authors address Institute of Chemistry, Beijing Normal University, Beijing, 100875, China

近年來(lái),綠色熒光蛋白(green fluorescent protein,GFP)因其穩(wěn)定性和獨(dú)特發(fā)光性能而成為在分子生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的工具。2008年,瑞典皇家科學(xué)院將諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予GFP的發(fā)現(xiàn)者和推廣者下村修、馬丁·查爾菲和錢永健,并將GFP的發(fā)現(xiàn)和改造與顯微鏡的發(fā)明相提并論。

1 發(fā)光特性

從水母分離出的GFP呈非常穩(wěn)定的球狀結(jié)構(gòu),顯酸性,分子量為27×103 D,含238個(gè)氨基酸。GFP是一個(gè)生物發(fā)光系統(tǒng),具有激發(fā)后能發(fā)射熒光的發(fā)光色基。它能吸收藍(lán)光(在395 nm具有最大吸收),發(fā)射綠色(或黃綠色)熒光,最大發(fā)射波長(zhǎng)509 nm,并在470 nm處有一肩峰。只有完整的GFP分子才會(huì)產(chǎn)生生物熒光,切斷的GFP(即使只切掉C、N末端的少數(shù)幾個(gè)氨基酸)喪失發(fā)光能力[1,2]。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

GFP呈非常特殊的β罐折疊方式(圖1)。11條β折疊片形成一個(gè)桶狀結(jié)構(gòu),1條α螺旋纏繞在桶的軸位置,生色團(tuán)附著在α螺旋上,包埋于中心[3,4],受到保護(hù)。β折疊片彼此緊密結(jié)合,形成一個(gè)規(guī)則的氫鍵帶,構(gòu)成外圍桶板。桶狀結(jié)構(gòu)、其末端的α螺旋、環(huán)狀生色團(tuán)一起組成一個(gè)單獨(dú)的致密結(jié)構(gòu)域,其他分子不能擴(kuò)散進(jìn)入,因此具有很好的抗熱、抗變性劑能力。由于酶很難進(jìn)入其內(nèi)部,生色基團(tuán)的生成只能自催化進(jìn)行[5]。

3 生色團(tuán)與發(fā)光[3-6]