绿色荧光蛋白GFP技术在细胞生物学研究中的应用教材.pptVIP

绿色荧光蛋白(GFP)技术在细胞生物学研究中的应用;荧光现象在许多海洋无脊椎动物中普遍存在着。许多刺胞亚门的动物和几乎所有栉水母类的动物在受到刺激时都可以发出荧光：刺胞亚门的动物多发射绿色荧光，而栉水母类发射蓝色荧光。绿色萤光蛋白(greenfluorescentprotein)，简称GFP，它的发现和应用被称为细胞生物学上的一次革命。这种蛋白质构造很特殊，在受到蓝光或紫外线刺激时可以发射绿色荧光，并不需要任何协同因子、底物，适合用作普遍的汇报标识，尤其适合于活体细胞或组织。由于GFP稳定、敏捷度高、无生物毒性、荧光反应不需要任何外源反应底物及体现无物种或细胞组织的专一性,检测简朴，成果真实可靠，是一种独特的汇报蛋白(Reporterprotein)。可广泛用于基因的体现与调控、蛋白质的定位、转移及互相作用、信号传递、转染与转化,以及细胞的分离与纯化等研究领域。;图1绿色荧光蛋白;1962年Shimomura和Johnson等人[1]首先从一种水母类动物AequoreaVictoria中分离纯化出了GFP,1992年Prasher[2]等克隆了GFP基因的cDNA并分析了GFP的一级构造,1994年M.Chalfie[3]等最早用重组野生GFP型基因做汇报基因,成功地在原核和真核生物中得到体现。90年代后,人们对GFP的性质和应用进行了不停深入的研究,有关GFP及其运用的研究进展较快，目前它已经发展成了现代生物学研究的一种精确工具。目前在细胞生物学、植物学、动物学、微生物学等学科研究中均有着相称广泛的应用。伴随人们对GFP发光机制研究的深入,通过对其发光团区域和其他区域进行随机诱变,已经得到了许多GFP突变型,有的发蓝光或黄光而不是绿光[4]；有的发出的荧光比野生型的强诸多,激发后很轻易用肉眼观测到；有的则是温度突变型,其体现不受温度的限制[5]；有的突变体则可以特异地在某些物种中高效体现。这些突变体极大地拓宽了GFP的应用范围,使GFP在细胞生物学和分子生物学领域的应用显示出更为广阔和诱人的前景。;一、GFP的构造;GFP编码238个氨基酸的多肽单体，只有完整的GFP分子才会产生生物荧光，被切断的GFP(虽然是C、N末端的少数几种氨基酸)亦能导致GFP失去发光能力[6]。与荧光的产生直接有关的是GFP分子中一小段被称为荧光生色团(Chromophore)的部位[7]。在GFP的初级氨基酸序列上，第65～67个氨基酸(Ser-Tyr-Gty)形成环状三肽，以共价形式与GFP蛋白肽键骨架相连。生色团的形成不受种属的限制，其通过细胞内广泛存在的成分的作用或通过自催化作用都能产生。荧光生色团非常稳定,不易变性,用酸、碱处理或者加入盐酸胍都不会使它失去荧光。不过当pH值恢复到中性或者移去变性物时，它的荧光又会恢复到变性前的水平。GFP的生色团之间是通过共价键结合。生色团形成的机理目前尚不清晰，但在有分子氧存在的条件下，酪氨酸氧化成脱氢酪氨酸，并环化形成六肽，这也许是形成色基的必然过程。[8];二、GFP的应用特点;2荧光稳定;3广谱性;4易于载体构建;5无毒害;三、GFP在细胞生物学研究中的应用;2细胞筛选;3细胞亚构造及蛋白质分子的定位;4用于细胞内蛋白质的动力学研究;5计算细胞生长速度;6.观测细胞内酶的活动

;7用于细胞示踪试验研究;8.基因体现调控;9.定量分析;10GFP汇报蛋白用于细胞活体分离与纯化;四、存在的问题及展望;参照文献;[14]YukIHY,WildtS,JolicoeurM,etal.AGFP-basedscreenforgrowtharrested,recombinantprotein-producingcells[J].BiotechnolBioeng,(79):74-82.

[15]StrebelA,HarrT,BachmannF,etal.Greenfluorescentproteinasanoveltooltomeasureapoptosisandnecrosis[J].Cytometry,(43):126-133.

[16]SheenJ,HwangS,NiwaY,etal.Greenfluorescenetproteinasanewvitalmarkerinplantcells[J].ThePlantJournal,1995(8):777-784.

[17]EllenbergJ,etal.,1999,TrendsCellBiol.,9:52-56.