绿色荧光蛋白的研究现状与应用
【摘 要】绿色荧光蛋白（GFP ）最早发现于水母体中，是一种十分重要的蛋白质。由于其众多的优点，现已在分子生物和细胞生物的研究中应用十分广泛。随着技术的进步和研究的进一步深入，GFP 基因也在许多其他方面将发挥着越来越重要的作用。
【关键词】绿色荧光蛋白；生色团；报告基因
2008年10月8日，瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会授予三位科学家：日裔美国科学家下村修(Osamu Shimomura)、美国科学家马丁? 查尔非(Martin Chalfie)和美国华裔科学家钱永健(Roger Y ．Tsien) 诺贝尔化学奖，以表彰他们在绿色荧光蛋白(GFP)研究方面做出的突出贡献。
1 绿色荧光蛋白的理论研究
1.1绿色荧光蛋白的发现
绿色荧光蛋白最早于1962年在维多利亚多管发光水母体内被发现，同时它也存在于水螅和珊瑚等腔肠动物体内。它的内源基团可以在蓝光或紫外光激发下发射绿光，属于生物发光蛋白。绿色荧光蛋白在水母体内之所以能发光，主要依靠水母素的辅助。水母素和GFP 之间能发生了能量转移，在钙的刺激下，其能量可转移到GFP ，刺激GFP 发光。
1.2绿色荧光蛋白的结构和发光原理
1992年Prasher 等克隆了GFP 基因的cDNA 并分析了其一级结构。野生型GFP 基因组全长2600bp ，由3个外显子和2个内含子组成，编码238个氨基酸，分子量约28kDa 。GFP 的三维立体结构是由11个β折叠围在四周形成一个中空的圆柱体，1条α折叠贯穿在圆柱体的中间，其中有一段位于65-67位的3个氨基酸残基（Ser-Tyr-Gly ）形成的杂环咪唑啉结构组成生色团，位于圆筒中央并附着在α螺旋上。绿色荧光蛋白的发光原理是位于氨基酸第65位的Ser 的羧基和67位的Gly 的酰基经过亲核反应生成咪唑基，66位的Tyr 通过脱氢使芳香团与咪唑基结合，形成对羟基苯甲酸咪唑环酮生色团发出荧光。GFP 的最大和次大的激发波长分别是395nm 和475nm 。溶液中，395nm 激发的荧光发射峰在508nm ，375nm 激发的荧光发射峰在503nm 。
1.3绿色荧光蛋白的优点
绿色荧光蛋白的独特之处即它的优点很多，主要有：荧光反应不需要底物和任何其他辅助因子，只需要在蓝光和紫外光下照射，利用荧光显微镜甚至是直接用肉眼就可以观察，易于检测且灵敏度高；荧光性质稳定，对光漂白有较强的耐受性；无毒害，转化后细胞仍可连续传代；通用性好，无种属特异性；分子量小，易于构建载体；不受假阳性干扰，结果真实可靠；可进行活细胞定时定位观察；易于得到突变体。
2 绿色荧光蛋白的应用
1994年Chalfie 等首次在大肠杆菌细胞和线虫中表达了GFP ，开创了GFP 应用研究的先河。也正是由于绿色荧光蛋白的许多优点，使得其应用十分广泛。
2.1作为报告基因
GFP 通常用作报告基因，可用来检测转基因效率，把GFP 基因连接到目的基因的启动子之后，通过测定GFP 的荧光强度就可以对该基因的表达水平进行检测。GFP 最显著的优势是荧光反应不需要底物和其他辅助因子。有利必有弊，