刘晓萃 王明召

摘要 以高中化学新课标教材中有关氨基酸、蛋白质的知识为切入点,介绍绿色荧光蛋白的结构特点、生色团与发光特性、优点及应用,为一线教师提供前沿化学知识。

关键词 高中化学;绿色荧光蛋白;新课标

中图分类号:G633.8 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2009)24-0030-02

Introduction of Green Fluorescent Protein: To Help Implementation of New Curriculum Standard//Liu Xiaocui, Wang Mingzhao

Abstract The structure, chromophore, fluorescent property, advantage and application of the green fluorescent protein was briefly introduced in this paper, aimed to offer the frontier chemistry for the senior chemistry teachers.

Key words senior chemistry; green fluorescent protein; new curriculum standard

Authors address Institute of Chemistry, Beijing Normal University, Beijing, 100875, China

近年来,绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)因其稳定性和独特发光性能而成为在分子生物学、医药学、细胞生物学等领域广泛应用的工具。2008年,瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予GFP的发现者和推广者下村修、马丁·查尔菲和钱永健,并将GFP的发现和改造与显微镜的发明相提并论。

1 发光特性

从水母分离出的GFP呈非常稳定的球状结构,显酸性,分子量为27×103 D,含238个氨基酸。GFP是一个生物发光系统,具有激发后能发射荧光的发光色基。它能吸收蓝光(在395 nm具有最大吸收),发射绿色(或黄绿色)荧光,最大发射波长509 nm,并在470 nm处有一肩峰。只有完整的GFP分子才会产生生物荧光,切断的GFP(即使只切掉C、N末端的少数几个氨基酸)丧失发光能力[1,2]。

2 结构特点

GFP呈非常特殊的β罐折叠方式(图1)。11条β折叠片形成一个桶状结构,1条α螺旋缠绕在桶的轴位置,生色团附着在α螺旋上,包埋于中心[3,4],受到保护。β折叠片彼此紧密结合,形成一个规则的氢键带,构成外围桶板。桶状结构、其末端的α螺旋、环状生色团一起组成一个单独的致密结构域,其他分子不能扩散进入,因此具有很好的抗热、抗变性剂能力。由于酶很难进入其内部,生色基团的生成只能自催化进行[5]。

3 生色团与发光[3-6]