| Grönt fluorescerande protein | |
|---|---|
| Strukturen för GFB för maneten Aequorea victoria [1] | |
| Identifierare | |
| Symbol | ZFB, GFP |
| Pfam | PF01353 |
| Pfam klan | CL0069 |
| Interpro | IPR011584 |
| SCOP | 1ema |
| SUPERFAMILJ | 1ema |
| Tillgängliga proteinstrukturer | |
| Pfam | strukturer |
| PDB | RCSB PDB ; PDBe ; PDBj |
| PDBsumma | 3D-modell |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
Grönt fluorescerande protein ( GFP ) är ett protein isolerat från maneten Aequorea victoria som fluorescerar i det gröna området när det belyses med ljus från blått till ultraviolett. För närvarande används proteingenen i stor utsträckning som en lysande markör inom cell- och molekylärbiologi för att studera uttrycket av cellulära proteiner. Proteinmodifieringar har utvecklats för användning i biosensorer . Hela lysande djur har skapats (till exempel grisar ), där ZFB har införts i genomet och ärvts. GFB- innehållande virala vektorer har också skapats , som gör det möjligt att lokalt introducera den önskade genen i djurorganismen och spåra det uttryckta proteinet. 2008 fick Osamu Shimomura , Martin Chalfi och Roger Tsien Nobelpriset i kemi "för upptäckten och utvecklingen av det grönt fluorescerande proteinet GFP".
Grönt fluorescerande protein kännetecknas av två absorptionstoppar vid 395 nm (stor) och 475 nm (mindre) och en fluorescenstopp vid 498 nm. Proteinet består av 238 aminosyror med en molekylvikt på 26,9 kDa. Proteinet är en typisk beta-arkstruktur (se till exempel lipocalin ), som bildar en "pipa" eller "cylinder" med 11 varv av den primära sekvensen, inuti vilken finns en fluorofor . Skalet på cylindern skyddar fluoroforen från att släcka dess fluorescens av komponenter i mikromiljön. Dessutom orsakar den inre strukturen hos molekylen specifika cykliseringsreaktioner av Ser 65 - Tyr 66 - Gly 67-tripeptiden, vilket leder till bildandet av en fluorofor. Denna process kallas mognad och omfattar flera stadier, som var och en bildar mellan- eller slutprodukter med olika spektrala egenskaper.
Kristallstrukturen av proteinet dechiffrerades 1996 vid Remington Laboratory. Hon klargjorde mekanismen för fluoroforbildning och rollen av omgivande aminosyror. Detta gjorde det möjligt att erhålla mutanta GFP:er med ökad resistens, annorlunda fluorescens och andra förbättrade egenskaper jämfört med vildtypen.
Det gröna fluorescerande proteinet isolerades tillsammans med ett annat lysande protein , aequorin, från maneten Aequorea victoria av Osamu Shimomura , som kom från Japan till Princeton University 1960 och började studera maneternas bioluminescens . På 1960- och 1970-talen isolerade han båda proteinerna och studerade mekanismen för deras luminescens. Det visade sig att i A. victoria orsakar interaktionen av kalciumjoner med aequorin en blå luminescens av proteinet. En del av denna bioluminescens överförs till det gröna fluorescerande proteinet, som absorberar blått ljus och avger grön fluorescens, vilket resulterar i en grön förskjutning i manetens glöd.
Användningen av GFP:er inom molekylärbiologin började dock först på 1990-talet. 1992 klonade och sekvenserade Douglas Prasher proteinets DNA , varefter han, på grund av bristande finansiering, tvingades stänga projektet och skickade det resulterande DNA:t till flera laboratorier, inklusive Martin Chalfis laboratorium . Martin Chalfi uttryckte sekvensen i Escherichia coli och Caenorhabditis elegans och publicerade resultaten i Science 1994 . En månad senare publicerades oberoende resultat från Frederick Tsujis laboratorium . Det visade sig att GFP antog en naturlig konformation och bildade en fluorofor vid rumstemperatur och utan tillsats av ytterligare kofaktorer, vilket gjorde det möjligt att använda proteinet som en markör i cellerna hos många organismer.
Julian Voss-Andreae, en tyskfödd konstnär som specialiserat sig på "proteinskulpturer", har skapat skulpturer baserade på strukturen i ZFB, inklusive "Green Fluorescent Protein" (2004) 1,7 m hög och "Stålmanet (2006) 1,4 m hög Den senare installerades vid den biologiska stationen i Friday Harbor Laboratories vid University of Washington (University of Washington), där Osama Shimomura upptäckte ZFB 1962.