GFP发展历程及展望.doc

XXXX大学 研究生作业（论文）专用封面 作业（论文）题目：GFP发展历程及展望 课程名称： 植物学 任课教师姓名： XXX 研究生姓名： XXXXX 学 号： XXXXXXXXXXXXXXXXXX 年 级： XXXXXXXXXXX 专 业： 植物学 学院（部、所）： 生命科学学院 任课教师评分： 评阅意见： 任课教师签名： GFP发展历程及展望 摘要：绿色荧光蛋白(GFP)的发现极大地推动了现代生物学的发展，应用前景广阔。就GFP的发现以及发展历程与应用研究进行了综述。 关键词：绿色荧光蛋白(GFP)；荧光特性；应用。 GFP及其突变体已被广泛应用于基因表达调控、蛋白质空间定位、生物分子之间相互作用、转基因动物等方面。基于新型功能荧光蛋白(如光激活荧光蛋白和光转换荧光蛋白和氧化还原敏感的GFP等)的光学分子成像技术的发展．为在活细胞乃至活体动物内研究基因表达和蛋白质功能提供了更多的选择空间。 1 GFP的发现和发展历程 2008年10月8日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2008年诺贝尔化学奖授了3位美国科学家：美国Woods Hole海洋生物学实验室的下村修(Osamu Shimomura)、哥伦比亚大学的马丁·沙尔菲(Martin Chalfie)和加州大学圣地亚哥分校的钱永健(Roger Y.Tsien)．以表彰他们发现和发展了绿色荧光蛋。 其中，Shimomura首次从水母(Aequorea victoria)中分离出GFP，他发现该蛋白质在紫外线照射下会发出明亮的绿光；Chalfie首次发现在无任何底物和辅助因子情况下GFP在活细胞内发荧光．因此．GFP可标记细胞和蛋白质：Tsien则率先提出了GFP发光的化学机制，并发展了不同颜色的GFP突变体。 1962年下村修等1在太平洋的多管水母(Aequorea vitofia)中发现了能够释放出生物荧光的蛋白质．1974年，他们纯化了该蛋白质——绿色荧光白(green fluorescent protein，GFP)。GFP纯化后的30年中，并没有太多研究人员关注并开展该方面的研究。直到1992年，道格拉斯·普雷沙(Douglas Prasher)才克隆出 GFP的cDNA序列2．但遗憾的是他并没有继续深入研究。真正意识到GFP应用前景的是Chalfie，1994年他在《科学》(Science)上发表了题为《Green Fluorescent Protein as a Marker for Gene Expression》的论文．在该文中首次报道GFP可以在细菌和线虫内发光．为标记细胞和蛋白质提供了较好的方法3。与此同时，Tsien率先提出了GFP发光的化学机制4，详细阐述了GFP是如何发光的，并于1995年通过单点突变(S65T)技术获得了荧光强度和光稳定性大大增强的GFP突变(GFP—S65T)，该突变体激发峰转移至488 nm，而发射峰仍保持在509 nm5。此后，Tsien发展了颜色迥异的GFP突变体6、7：蓝色荧光蛋白BFP(blue fluorescent protein)、青色荧光蛋白CFP(cyan fluorescent protein)和黄色荧光蛋白YFP(yellow fluorescent protein)，这些不同颜色荧光蛋白的出现为光学分子成像的发展打下了坚实的基础。1996年GFP晶体结构首次被解析7、8，从此掀起了GFP研究的狂潮。GFP被誉为“当代生物科学最重要的工具之一”。 2 GFP的荧光性质和应用优点 GFP的荧光性质特殊，具有诸多优点而备受关注。 ①易于检测，灵敏度高。GFP荧光反应不需要外加底物和辅助因子，只需紫外光或蓝光激发，即可发出绿色荧光，用荧光显微镜甚至肉眼就可以观察到。其次，即便是未经纯化的GFP发射的绿光也是相当强的，在正常室内光线下仍清晰可辨。对于单细胞水平的表达也可识别。 ② 荧光性质稳定。GFP对光漂白(一种荧光衰减现象)有较强的耐受性，能耐受长时间的光照．从而延长了可探测时问；GFP在pH值7～12范围内也能正常发光，对高温(70℃)、碱性、除垢剂、盐、有机溶剂和大多数普通酶都有较强的抗性。 ③ 对细胞无毒害。从目前的研究结果来看，GFP对生活的细胞基本无毒害，与目的基因融合后，对目的基因的结构功能没有影响，转化后细胞仍可连续传代。 ④ 构建载体方便。由于编码GFP的基因序列较短，所以很方便地同其他序列一起构建多种质粒，而不至于使质粒过大影响转化