基于荧光蛋白的荧光共振能量转移探针的构建及应用-中国细胞生物学.pdf

中国细胞生物学学报 Chinese Journal of Cell Biology 2012, 34(12): 1258– 1267 http ://www.cj 基于荧光蛋白的荧光共振能量转移探针的构建及应用 王　盛　陈典华　蒋驰洲　吴　琼　李　煌　华子春* (南京大学生命科学学院, 南京大学医药生物技术国家重点实验室, 南京2 10093) 摘要 荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer, FRET)是基于荧光基团供体 和荧光基团受体间偶极子–偶极子耦合作用的非辐射方式的能量传递现象。基于荧光蛋白的FRET 技术已被广泛用于研究细胞信号通路中蛋白质–蛋白质活体相互作用检测、蛋白质构象变化监测 以及生物探针的研制中。基于荧光蛋白的荧光共振能量转移探针使得人们可以在时间和空间层面 上研究细胞信号的转导过程。该文简要介绍了四大类基于荧光蛋白的FRET生物探针的设计、研 制以及其在生物信号分子检测、活细胞成像以及药物筛选中的应用和进展情况。 关键词 荧光共振能量转移; 荧光蛋白; 荧光探针; 活细胞成像; 药物筛选 细胞信号转导中活体蛋白质间的时空相互作 荧光团受体间靠近达到合适的距离发生FRET现象 , : , 用、蛋白质的生物修饰以及生物信号小分子动态调 时 其直观体现是 如果以供体的激发光激发 供体 , 控过程是当前生命科学研究的重大课题。以往人们 的荧光强度比它单独存在时要低得多 而受体的荧光 对细胞信号转导过程的认识很大一部分是建立在非 却大大增强(sensitized emission) 。发生FRET一般要 : (1) 10 nm; (2) 活体细胞的生物化学与分子生物学基础之上的。荧 满足四个条件 供体和受体距离≤ 供体 (fluorescence resonance energy trans- ; (3) 光共振能量转移 的发射光谱与受体的激发光谱有一定的重叠 供 fer, FRET) ; (4) 技术因其可以实现活体、原位条件下的 体的量子产率和受体的光吸收系数足够高 供体 信号分子的动态实时检测而被广泛用于生命科学研 受体的偶极具有合适的相对取向。FRET是一种距 , 究中。基于荧光蛋白的活细胞探针的研制和运用为 离依赖的物理过程 其效率与供体荧光基团和受体 人类实时、在体可视化细胞信号转导的过程提供了 荧光基团距离的六次方成反比。由于其能量传递效 [1-2]