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1、,绿色荧光蛋白,细胞生物学课堂小组作业 第一组：曹龙龙 陈东亮,概要,什么是绿色荧光蛋白？ 绿色荧光蛋白具有什么样的结构和性质？ 绿色荧光蛋白在现代生物学中有什么用途？ 使用荧光蛋白有什么样的优点？ 对绿色荧光蛋白的研究进展及成就。,什么是绿色荧光蛋白,？,英文名：,定 义：,green fluorescence protein;GFP;green fluorescent protein,从水母(Aequorea victoria)体内发现的发光蛋白。分子质量为26kDa，由238个氨基酸构成，第6567位氨基酸(Ser-Tyr-Gly)形成发光团，是主要发光的位置。其发光团的形成不具物种专一
2、性，发出荧光稳定，且不需依赖任何辅因子或其他基质而发光。,绿色荧光蛋白具有什么样的结构和性质,？,绿色荧光蛋白分子的形状呈圆柱形，就像一个桶，负责发光的基团位于桶中央，因此，绿色荧光蛋白可形象地比喻成一个装有色素的“油漆桶”。装在“桶”中的发光基团对蓝色光照特别敏感。当它受到蓝光照射时，会吸收蓝光的部分能量，然后发射出绿色的荧光。,绿色荧光蛋白在现代生物学中的什么用途？,在生物学研究中，科学家们常常利用这种能自己发光的荧光分子来作为生物体的标记。将这种荧光分子通过化学方法挂在其他不可见的分子上，原来不可见的部分就变得可见了。生物学家一直利用这种标记方法，把原本透明的细胞或细胞器从黑暗的显微镜视
3、场中“纠出来”。,绿色荧光蛋的发光机理比荧光素/荧光素酶要简单得多。一种荧光素酶只能与相对应的一种荧光素合作来发光，而绿色荧光蛋白并不需要与其他物质合作，只需要用蓝光照射，就能自己发光。,传统的荧光分子在发光的同时，会产生具有毒性的氧自由基，导致被观察的细胞死亡，这叫做“光毒性”，因此，在绿色荧光蛋白发现以前，科学家们只能通过荧光标记来研究死亡细胞静态结构，而绿色荧光蛋白的光毒性非常弱，非常适合用于标记活细胞。,使用荧光蛋白有什么样的优点？,优点1：,优点2：,骨架和细胞分裂 Kevin Sullivans 实验室 酵母菌内SPB 和微管动力学 果蝇中MEI-S332蛋白 果蝇有丝分裂和mRN
4、A运输 网丙菌属细胞骨架RNA剪切因子的核内运输 网丙菌属的趋化作用 网丙菌属中细胞骨架动力和细胞运动 核动力 网丙菌属中细胞动力 细胞骨架动力和胞内运输,绿色荧光蛋白在生物学领域中的使用？,细胞器动力学和泡囊运输 用GFP显示小囊运输 用GFP观察TGN运输 细胞骨架动力学和胞内运输,发育生物学 用GFP观察线虫的神经发育 分析果蝇神经发育的不对称性细胞分裂 线虫Lin-14 Fischbach lab 用GFP观察网丙菌属的形态发生学 GFP在小鼠发育中的标记方法,神经生物学 神经极性发育 tracking intracellular transport of peptide neurot
5、ransmitters using GFP Allen Lab Enhancer trapping using tau-GFP as reporter localized to axons,其他用途,1.分子标记 2.药物筛选 3.生物传感器 4.融合抗体,对绿色荧光蛋白的研究进展及成就。,1993年，马丁沙尔菲成功地通过基因重组的方法使得除水母以外的其他生物(如大肠杆菌等)也能产生绿色荧光蛋白，这不仅证实了绿色荧光蛋白与活体生物的相容性，还建立了利用绿色荧光蛋白研究基因表达的基本方法，而许多现代重大疾病都与基因表达的异常有关。至此，生物医学研究的一场“绿色革命”揭开了序幕。,美籍华人钱永健系
6、统地研究了绿色荧光蛋白的工作原理，并对它进行了大刀阔斧的化学改造，不但大大增强了它的发光效率，还发展出了红色、蓝色、黄色荧光蛋白，使得荧光蛋白真正成为了一个琳琅满目的工具箱，供生物学家们选用。目前生物实验室普遍使用的荧光蛋白，大部分是钱永健改造的变种。,Osamu Shimomura Osamu Shimomura was the first person to isolate GFP and to find out which part of GFP was responsible for its fluorescence. His meticulous research laid the
7、solid foundations on which the GFP revolution was built. In 1960, shortly after he arrived in Princeton from Japan, Shimomura started studying the bioluminescence of the crystal jellyfish, Aequorea victoria. This jellyfish produces green bioluminescence from small photoorgans located on its umbrella (see figures below). When the rings of twenty to thirty jellyfish are squeezed through a rayon gauze, a faintly luminescent liquid called squeezate is obtained.,Thanks!,
