绿色荧光蛋白
绿色荧光蛋白简述
四、骨
架和 细胞 分裂
1、酵母菌内SPB 和微管动力学 2、酵母菌中肌动蛋白的动力 3、果蝇中MEI-S332蛋白 4、网丙菌属细胞骨架动力,细 胞运动,趋化作用,细胞骨架 动力,细胞动力
网丙菌属中细胞骨架 动力和细胞运动.gif
12
五、 在其 他方 面的 应用
1、在肿瘤发病机制研究 中的应用 2、在信号转导中的应用 3、在生物防治中的应用 4、在生态学中的应用 5、目的基因的功能研究 6、作为报告基因构建基 因工程载体 7、神经生物学等
•⑥增加荧光强度和热稳定性,促进了生色 团的折叠,其荧光特性也得到了改善。 •因为GFP分子质量小,能够在异源细胞中稳 定表达并发射荧光,不需要任何辅助因子参 加,对细胞没有毒性,因而将会得到广泛应 用。随着人们对GFP的基础理论研究的进一 步深入和新型突变体的不断出现,有理由相 信GFP将会绿色荧光蛋白(GFP)
—21世纪的显微镜
绿色萤光蛋白 (green fluorescent protein)
基本介绍
GFP性质
GFP应用
应用前景
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基本介绍
• 绿色荧光蛋白(green fluor escent protein),简称GFP, 是一种化学性能稳定的小分 子蛋白质(分子质量为26kD a,由238个氨基酸构成 ) 在蓝色波长范围的光线激发 下,会发出绿色萤光 • 1962年由下村修等人,在维 多利亚多管水母(Aequorea vi 囊运输
三 、 发 育 生 物 学
1、用GFP显示小囊运输 2、用GFP观察TGN运输 3、细胞骨架动力学和胞内运输
1、用GFP观察线虫的神经发育 2、分析果蝇神经发育的不对称性细胞 分裂 3、用GFP观察网丙菌属的形态发生学 4、 GFP在小鼠发育中的标记方法
gfp绿色荧光蛋白序列_概述及解释说明
gfp绿色荧光蛋白序列概述及解释说明1. 引言1.1 概述GFP(绿色荧光蛋白)是一种具有独特发光特性的蛋白质,被广泛应用于细胞和分子生物学领域。
其绿色荧光可以通过外源激活而观察到,使得科学家们能够可视化细胞内发生的过程,并实时跟踪靶标分子的定位与转移。
GFP的序列是理解其结构、功能以及应用关键的基础。
1.2 文章结构本文将从多个方面对GFP绿色荧光蛋白序列进行概述及解释说明。
首先,我们将介绍GFP的历史和发现过程,以及其在现代生物学中的重要性。
随后,我们将详细探讨GFP序列的组成和编码基因信息,并解析与功能相关性方面的研究进展。
最后,我们将阐述GFP序列在生物学研究中的广泛应用,并就目前存在的问题和未来发展进行思考。
1.3 目的本文旨在提供有关GFP绿色荧光蛋白序列的全面概述及解释说明,深入探讨其组成、结构、功能和应用,并对其未来发展进行展望。
通过本文的阐述,读者将能够更好地理解和应用GFP序列在生物学领域中的价值,为相关研究提供指导和启示。
同时,我们也希望通过此文促进对GFP技术的探索和创新,推动生物科学的不断发展。
2. GFP绿色荧光蛋白序列概述2.1 GFP简介GFP(Green Fluorescent Protein)绿色荧光蛋白是一种来自于海洋水母的蛋白质。
它的主要特点是能够发出绿色荧光,并且在非生物致死条件下仍然保持稳定。
由于这些特性,GFP成为了生物学领域中一种广泛使用的标记工具。
2.2 GFP的发现历程GFP最早是在1960年代末期由奥斯汀·盖因斯、罗德南·麦迪安和道格拉斯·普里肯特等科学家在研究水母Aequorea victoria时发现的。
他们观察到当GFP暴露在紫外线下时会发出绿色荧光,并且将其提取出来进行进一步研究。
随后,科学家们发现GFP能够自身形成一个染色体,而不需要其他辅助物质。
2.3 GFP的结构特征GFP的序列长约238个氨基酸残基,具有高度保守性。
dfhbi 1t类绿色荧光蛋白
绿色荧光蛋白(Green Fluorescent Protein,GFP)是一种具有绿色荧光的蛋白质,广泛应用于生物学领域的标记和成像技术中。
绿色荧光蛋白的研究和应用已经成为生命科学领域中的热点和前沿课题。
在这篇文章中,我们将深入探讨绿色荧光蛋白的种类、结构、功能和应用。
1. 绿色荧光蛋白的种类绿色荧光蛋白是由Aequorea victoria(水母)发光器官中分离出来的一种蛋白质。
根据不同的来源和结构特点,绿色荧光蛋白可以分为多种类别,包括标准GFP、改良GFP、超变荧光蛋白和环状GFP等。
每种类型的绿色荧光蛋白都具有不同的荧光特性和适用范围。
2. 绿色荧光蛋白的结构绿色荧光蛋白的结构是其功能的基础。
它是一个由238个氨基酸组成的蛋白质,包括一个β桶结构和一个共轭双键序列。
在特定的条件下,它可以通过自发性氧化反应形成荧光色团,并发出绿色的荧光。
绿色荧光蛋白的结构和光学特性为其在生物标记和成像领域的应用奠定了基础。
3. 绿色荧光蛋白的功能作为一种生物标记物,绿色荧光蛋白的主要功能是在转基因生物中标记特定的细胞、器官或组织,以便于研究者对其进行观察和分析。
通过转基因技术,研究人员可以将绿色荧光蛋白基因导入到目标生物体中,从而实现对其活体成像和实时监测。
绿色荧光蛋白在蛋白质定位、蛋白质-蛋白质相互作用和基因表达调控等方面也发挥着重要作用。
4. 绿色荧光蛋白的应用绿色荧光蛋白的广泛应用领域包括但不限于以下几个方面:a. 细胞成像与实时监测:通过转基因技术将绿色荧光蛋白标记到感兴趣的细胞中,可以实现对其活体成像和实时监测,从而揭示生物体内细胞的运动、分化和凋亡等过程。
b. 蛋白质定位与跟踪:通过融合绿色荧光蛋白与感兴趣蛋白质,可以实现对蛋白质在生物体内的定位与跟踪,从而研究其功能和代谢途径。
c. 蛋白质-蛋白质相互作用研究:利用双融合蛋白技术或FRET技术,可以实现对蛋白质-蛋白质相互作用的实时观察和分析,为研究蛋白质分子机制提供了有力工具。
绿色荧光蛋白(GFP)技术在细胞生物学研究中的应用
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。但是
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楚,但在有分子氧存在
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3 广谱性
首先表现在它的表达几乎不受种属范围的 限制,在微生物、植物、动物中都获得了 成功的表达;其次就是没有细胞种类和位 置的限制,在各个部位都可以表达,发出 荧光。
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4 易于载体构建
由于GFP 较小,只含有238 个氨基酸,编 码GFP 的基因序列也较短,约2.6kb,所
1 对细胞生理过程的监控 在过去的几年中,通过随机和人工诱变得到了许多不同颜色的GFP突
变体。通过基因操作,许多蛋白都成功的与GFP进行了融合,通过这 些融合蛋白就可以对相应蛋白的表达和转运及生理反应进行监控。目 前GFP融合蛋白对细胞内迅速的生理反应的报告大概有三种方式:转 移和定位、GFP光谱的生化修饰、荧光共振的能量转移(FRET)。 Shen[10]等在培养的神经元中发现,细胞内的Ca2+瞬间变化就会 引起GFP标记的钙调蛋白激酶Ⅱ(CaM KⅡ)可逆地易位到突触后膜的 densities上。Shi[11]等用GFP标记来监控α-氨基羟甲基恶唑丙酸 (AMPA)的受体,发现它会从细胞内膜转移到树突棘的表面,根据突 触中AMPA受体的含量可以解释突触沉默、活化的原因和机制。 Siegel[12〕等将野生型的GFP插人Shake K十通道的特殊部位,形 成一个异源嵌合体,这个嵌合体发出的荧光将会随着细胞的去极化作 用而缓慢的减少。相反,Yanagawa[13]等将β-内酰胺酶插人GFP得 到了一个融合体,当此融合体与β-内酰胺酶抑制肽(BLIP)结合时,它 的荧光发射量会大大增加。
绿色荧光蛋白和荧光素发光原理
绿色荧光蛋白和荧光素发光原理1. 引言:荧光的魅力说到发光,大家脑海中是不是会闪现出五光十色的景象?比如夜空中的星星、深海中的生物,甚至是那些可爱的小虫子们。
今天,我们就来聊聊“绿色荧光蛋白”和“荧光素”的发光原理。
这俩家伙可不简单,它们在科学界可是赫赫有名!就像小朋友们喜欢的超级英雄一样,它们都有各自的“超能力”。
那么,这些荧光家伙到底是怎么让我们眼前一亮的呢?2. 绿色荧光蛋白(GFP)2.1 GFP的起源绿色荧光蛋白,简称GFP,最初是从一种海洋水母中发现的。
想象一下,这水母在海里游来游去,随时随地都能发出迷人的绿色光芒,简直就像海底的明星!后来,科学家们把这个神奇的蛋白提取出来,发现它在研究生物体时可以发挥大作用。
比如,它可以标记细胞,帮助研究人员观察细胞的活动,真是个无敌的小帮手。
2.2 GFP的发光原理那么,GFP是怎么发光的呢?这就要提到它的结构了。
GFP里有一种叫“色氨酸”的氨基酸,平时看起来毫不起眼,但它一遇到特定的光照,就开始“激动”起来。
经过一番“舞动”,它就会释放出能量,变成美丽的绿色光芒。
就好比一颗小星星在黑夜中闪烁,光彩夺目。
这种发光过程,我们称为“荧光”。
而且,GFP是相对稳定的,能在细胞中长时间发光,所以它被广泛应用于各种生物研究中。
3. 荧光素(Fluorescein)3.1 荧光素的介绍说到荧光素,大家可能觉得这个名字听起来有点陌生,但它可是在化学界里炙手可热的存在!荧光素是一种合成染料,颜色多样,最常见的当然是鲜艳的绿色。
它广泛应用于医学、环保监测,甚至是材料科学。
这玩意儿就像一位多才多艺的明星,能够在不同的场合展现自己的才华。
3.2 荧光素的发光原理荧光素的发光原理和GFP有点相似,但又各有千秋。
它的分子结构里有多个共轭双键,这些双键就像一条条“小桥”,让电子在分子间自由游走。
当荧光素被激发光照射时,这些电子就会快速跃迁,随后又很快回到原来的状态,同时释放出能量,形成荧光。
绿色荧光蛋白的发展史
绿色荧光蛋白的发展史绿色荧光蛋白,顾名思义,就是能发出绿色荧光的蛋白质。
听起来有点神奇吧?你要是早些年问我,绿色和蛋白质怎么能扯上关系,我肯定一脸懵逼。
可是,科学家的脑洞大开,绿色荧光蛋白(GFP)就这样在实验室里大放异彩。
还记得第一次听到GFP的时候,我真是震惊得差点把嘴巴张到地板上。
谁能想到,这种小小的蛋白质,居然能够为科学家们打开一扇通往新世界的大门。
绿色荧光蛋白的故事,得从20世纪60年代说起。
当时,有一个叫做野口明的日本科学家,他是个对海洋生物充满好奇的人,尤其是那些能发光的海洋生物。
你知道,海洋里不光有大白鲨、海豚,还有不少会发光的“怪物”。
这些发光的生物怎么发光,怎么那么神奇,野口明当时就一头扎进了研究中。
后来,他发现了一种叫“水母”的小家伙,它身上有一种天然的绿色荧光。
他看到水母在水中发出绿光,就好像一个迷你版的星空,漂亮得不行。
再后来,这种天然的发光物质就被人类给挖掘出来了。
到了1994年,科学家们通过基因工程技术把这种蛋白质从水母里提取了出来,还让它在大肠杆菌里发光,成功了!想想看,当时整个实验室的人都快疯了,大家都知道,这个蛋白质能帮助人类了解很多以前无法观察到的细节。
换句话说,GFP不仅仅是发光,它还给了科学家们一种看透细胞内部的“超级眼睛”。
什么基因在表达?什么蛋白质在工作?这一切不再是谜团。
有了绿色荧光蛋白后,科研工作简直是“芝麻开门”。
通过“标记”技术,科学家们把GFP和其他物质结合,打个比方,这就像是在黑暗中给重要物体装上了一个霓虹灯,让你一眼就能看到。
最关键的是,GFP不需要复杂的化学试剂或者特殊的染料,就能发光。
所以,研究细胞内的动态过程不再是“天方夜谭”。
只要把GFP基因插入细胞,它就能自己发光,甚至可以实时观察到细胞的变化,简直比X光还要方便。
随着研究的深入,GFP不仅被应用到生物学和医学领域,连工程学、材料学也都找到了它的身影。
你想,绿色荧光蛋白在医学研究中有多大的用处!科学家可以用它来追踪癌细胞的扩散,研究病毒如何感染宿主,甚至搞清楚药物的效果如何。
绿色荧光蛋白和其他荧光标记技术的应用
绿色荧光蛋白和其他荧光标记技术的应用荧光标记技术在现代生物科学中发挥着越来越重要的作用,其中绿色荧光蛋白(GFP)是最为常见和广泛应用的标记工具之一。
本文将介绍GFP以及其他荧光标记技术的原理及其在不同领域的应用。
一、绿色荧光蛋白GFP是由桶形水母(Aequorea victoria)体内自然产生的荧光蛋白,高度稳定并有良好的荧光特性。
GFP可以将外来蛋白分子与自身连通,在激发光的作用下,GFP会将能量转化为荧光,从而实现对蛋白分子内在动力学特性的跟踪和观察。
目前,GFP已广泛应用于不同的生物学研究领域,如生理学、遗传学、生物化学等。
“青蛙标记”技术以及“果蝇标记”技术都是基于GFP原理进行的。
除此之外,谷胱甘肽S-转移酶(GST)也能够发出亮绿色荧光,而GST和GFP的稳定性及荧光强度也有所不同。
因此,在一些特殊实验中,我们也可以选择GST进行蛋白标记。
二、其他荧光标记技术除了GFP,现代生物学中还有很多其他的荧光标记技术,下面我们将依次介绍其中的几种。
1. 荧光成像荧光成像技术是应用荧光标记蛋白对细胞进行可视化的技术。
与生物染色技术不同,通过生物荧光成像技术,我们可以实现对生命体系的实时追踪和监测。
利用荧光成像技术,可以更加准确地了解细胞内蛋白的分布和运动方式,甚至可以实现活体成像。
2. 荧光着色技术荧光着色技术是指将荧光染料着以于细胞内某些特定蛋白上,实现对生物分子分布和运动情况的跟踪。
与荧光成像技术类似,荧光着色技术也可以在实时监测细胞的同时精确地染色蛋白分子。
3. 荧光原位杂交技术荧光原位杂交技术可以将RNA分子特异地染成特定的颜色,从而更好地观察RNA分子在细胞中的行为和相关代谢途径。
同时,荧光原位杂交技术也为基因诊断、疾病诊断和药物研发等提供了重要的技术支撑。
三、应用荧光标记技术可以实现对细胞活体的实时监测,对RNA分子和蛋白分子的行为进行追踪和分析,同时也可以应用于生物化学实验中的药效评估等多种方向。
绿色荧光蛋白发光原理
绿色荧光蛋白发光原理
绿色荧光蛋白(Green Fluorescent Protein)是一种重要的实验室研究手段,能够用于观察和定位细胞中分子的运动轨迹。
它是一种荧光蛋白,属于酶蛋白质家族,能够转化从低能量状态到高能量状态的光子水平,从而产生绿色荧光。
根据允许询时反应机理,绿色荧光蛋白发光可以概括由四步反应完成:异构化,吸收,发射,重蒙换,是一种非常有效,高效和精确的发光过程。
绿色荧光蛋白的能谱具有明显的红移,激发波长和发射波长分别为396 nm和508 nm。
由于绿色荧光蛋白具有可靠的稳定性,抗药性以及良好的杂交传递,它被广泛应用于医学及药物毒性研究,可以更快、更准确地定位细胞中被定位分子,从而提供可靠的数据。
此外,GFP也被用来监视受诱导的表达,可以同时观察多个基因在一个样品中的运动和表达情况,从而提供细胞动力学发展的模式和信息的定位和分析解决方案。
综上所述,绿色荧光蛋白是属于酶蛋白质家族,能够转换从低能量状态到高能量状态的光能而引发发光,具有可靠的稳定性、抗药性和良好的杂交传递,在实验室研究观察和定位细胞中分子的运动轨迹中有着重要的意义,在医学及药物毒性研究中也发挥着重要作用。
绿色荧光蛋白及其在细胞生物学中的应用
绿色荧光蛋白及其在细胞生物学中的应用绿色荧光蛋白(Green Fluorescent Protein,简称GFP)是一种源自于海葵的蛋白质,具有绿色荧光特性。
它的发现和应用为细胞生物学研究带来了巨大的突破,成为了生物学研究中的重要工具。
本文将介绍绿色荧光蛋白的特性和它在细胞生物学中的应用。
绿色荧光蛋白的发现和研究始于上世纪60年代末。
由于GFP具有独特的荧光特性,能够发射绿色荧光,并且不需要外源性荧光素或酶辅助作用,使得它成为细胞生物学研究中的理想标记工具。
通过将GFP基因与其他基因融合,研究人员可以追踪和观察特定基因在活细胞中的表达和运动。
GFP的应用广泛涉及细胞生物学的多个领域。
首先,GFP可以用来研究细胞的结构和形态。
通过将GFP与细胞骨架蛋白或细胞器定位蛋白融合,研究人员可以直接观察细胞骨架的分布和细胞器的定位,进而了解细胞的结构和功能。
GFP在细胞生物学中的应用还包括研究蛋白质的亚细胞定位和动态变化。
通过将GFP与感兴趣的蛋白质融合,研究人员可以实时观察蛋白质在细胞中的定位和运动。
这种技术被广泛应用于研究蛋白质的转运、分泌和降解等过程,有助于揭示蛋白质的功能和调控机制。
GFP还可以用于研究细胞的信号传导和相互作用。
通过将GFP与信号分子或蛋白质相互作用的区域融合,研究人员可以观察信号分子的活动和相互作用过程。
这为研究细胞信号传导通路的调控机制提供了有力的工具。
除了在基础研究中的应用,GFP还被广泛用于生物荧光成像和生物医学研究。
通过将GFP标记的细胞或组织注射到动物体内,研究人员可以实时观察和追踪细胞或组织的活动和变化。
这种技术被应用于研究胚胎发育、神经元活动、肿瘤生长等过程,对于理解生物学的机制和疾病的发生发展具有重要意义。
总结起来,绿色荧光蛋白作为一种重要的标记工具,为细胞生物学研究提供了强大的支持。
通过GFP的应用,研究人员可以实时观察和追踪细胞和蛋白质的活动,揭示细胞的结构和功能,以及了解生物学的机制和疾病的发生发展。
荧光显微镜观察绿色荧光蛋白
荧光显微镜观察绿色荧光蛋白
荧光显微镜是一种高级的显微镜,它可以通过激发样品中特定分子的荧光来显示其位置和分布,其中最常用的是绿色荧光蛋白(GFP)。
GFP是一种干扰素,可以在细胞和组织中独立形成荧光,因此它成为细胞和分子生物学方面的一个热门话题。
在荧光显微镜观察GFP样品时,我们需要将GFP样品激发,使它发出荧光。
通常采用的方法是使用激光或白光照射样品。
在照射GFP样品时,蛋白发出绿色荧光,这是因为GFP吸收紫外线和蓝光,然后发出绿色光。
利用荧光显微镜观察GFP样品可以让我们深入了解生物体内的各种生物学过程。
例如,GFP可以被插入到生物体内的DNA序列中作为一个标签,这样我们可以跟踪GFP的位置和运动。
此外,GFP与其他蛋白质结合后,也可以跟踪这些蛋白质在细胞内的分布和活动。
除了在细胞和分子生物学方面的应用外,荧光显微镜观察GFP样品还可以在医学领域中进行应用。
例如,在肿瘤治疗中,我们可以将GFP 插入到体内肿瘤细胞中,然后使用荧光显微镜观察GFP样品,从而更好地理解肿瘤细胞的分布和活动,为治疗提供更准确的信息。
总之,荧光显微镜观察绿色荧光蛋白是一个非常有用的技术。
它在诊断、治疗和研究方面都具有重要意义。
通过荧光显微镜观察GFP样品,我们能够更好地了解生命的本质和机理,有助于推动生物学科学的发
展和进步。
绿色荧光蛋白和荧光素发光原理
绿色荧光蛋白和荧光素发光原理嘿,大家好!今天我们聊点有趣的东西——绿色荧光蛋白和荧光素。
这两个名字听起来就像是科学家们的秘密武器,其实它们有点像夜空中的明星,只不过它们在细胞里发光。
别急,咱们一点点来解开它们的神秘面纱。
1. 绿色荧光蛋白(GFP):让细胞“发光”的小明星1.1 绿色荧光蛋白,简称GFP,听名字就知道,它在绿色的光芒下闪闪发亮。
那它是怎么做到的呢?其实GFP最早是在水母里发现的。
你没听错,就是那种看起来像漂浮在海洋里的透明小东西。
水母在海洋里发光,就像夜晚的星星,真是让人惊叹。
1.2 GFP的“发光”原理其实很简单。
它的发光是因为它含有一种特殊的蛋白质,这种蛋白质里有一种叫“色素”的东西。
这些色素在吸收了蓝光或紫光之后,会把这些光能转换成绿色光,照亮了细胞。
这就像你把手电筒照在黑暗中,光线反射出来一样,只不过这里的“手电筒”是细胞里的GFP。
1.3 那GFP为什么那么受欢迎呢?简单来说,它帮科学家们解决了一个大难题——追踪和观察细胞。
把GFP装进细胞里,就能看到细胞里的各种活动,就像在黑夜中看到了星星的轨迹一样清晰。
这种技术在生物学和医学研究中可有大用处了。
2. 荧光素:闪耀的秘密武器2.1 说到荧光素,你可能会觉得它像是某种魔法药水,其实它也是一种很特别的物质。
荧光素的发光原理跟GFP类似,不过它们的“发光”方式有点不同。
荧光素本身不发光,而是需要和一种叫做荧光素酶的酶结合才会发光。
这就像是化学反应中的“催化剂”,没有它们的配合,荧光素就只能乖乖待着,不会闪亮登场。
2.2 荧光素的应用场景也非常广泛。
比如在医学检测中,科学家们可以用它来标记病原体或细胞,帮助诊断疾病。
就像给病菌贴上了“发光标签”,这些病菌在显微镜下就会变得“发光”,让医生们一目了然。
2.3 再比如,在环境监测中,荧光素也能发挥作用。
它能帮助检测水质或空气中的污染物,简直是“环保卫士”的代言人。
用荧光素标记的污染物,就像是夜晚的霓虹灯,把问题暴露在了大家面前。
绿色荧光蛋白
荧光鱼宠物
• 2003年,荧光蛋白首次被应用到商业领域是从美 年 国约克镇的家庭宠物荧光鱼开始的, 国约克镇的家庭宠物荧光鱼开始的,除加利福尼 亚州外可以在美国的任何一个州买到这种荧光鱼, 亚州外可以在美国的任何一个州买到这种荧光鱼, 但部分环保人士担心它可能对生态环境造成危害, 但部分环保人士担心它可能对生态环境造成危害, 为此呼吁联邦政府应加强相关的监管。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
另外 ,GFP 也可以和其他蛋白质形成融合蛋白 , 作 为基因治疗检测指标 为基因治疗检测指标 。 在应用中还发现有许多问题 问题亟待解决 但是 ,GFP 在应用中还发现有许多问题亟待解决 : (1) 荧光信号强度的非线性性质使得定量非常困难 , 荧光信号强度的非线性性质使得定量非常困难 (2) 多数生物具有微弱的自发荧光现象 , 并有着类似 多数生物具有微弱的自发荧光现象 的激发和发射波长 , 这个荧光背景会影响某些 GFP 的检测 (3) 实验中发现很难建成 GFP 稳定细胞株 可能与 稳定细胞株, GFP 参与细胞凋亡过程有关 参与细胞凋亡 细胞凋亡过程有关
绿色荧光蛋白兔子
• 荧光蛋白质具有艺术感的 转基因动物当属最为著名 的“绿色荧光蛋白兔子”, 2000年由爱德华多-卡茨 创作的艺术作品,它是一 只在法国实验室培育的、 被命名为“阿尔巴” 转 基因兔子,但是世界各地 的争议也接踵而至。
绿色荧光猪
• 这是中国东北农业大学绿 色荧光猪,这些猪不是直 接进行基因工程改造的结 果,而是遗传它们转基因 猪妈妈的荧光基因。这表 明转基因克隆猪的一些性 状能够保持稳定遗传,不 存在生理缺陷。
绿色荧光蛋白的推广——马丁-查尔 菲
• 1993年,马丁·查尔 年 马丁 查尔 菲成功地通过基因 重组的方法使得除 水母以外的其他生 如大肠杆菌等) 物(如大肠杆菌等 如大肠杆菌等 也能产生绿色荧光 蛋白, 蛋白,证实了绿色 荧光蛋白与活体生 物的相容性。 物的相容性。
荧光蛋白参数绿色荧光蛋白计算公式
荧光蛋白参数绿色荧光蛋白计算公式绿色荧光蛋白(Green Fluorescent Protein,GFP)是一种广泛应用于生物研究领域的荧光标记物。
它由一种海葵(Aequorea victoria)中的蛋白质演化而来,能够发出绿色荧光。
荧光蛋白参数是指影响荧光蛋白发光强度和发光颜色的各种因素,包括蛋白质结构、色素环境和外部条件等。
绿色荧光蛋白的计算公式是指通过一系列实验和测定,得出荧光蛋白的发光强度和发光颜色与其结构和环境有关的参数。
这些参数可以用来预测和改变荧光蛋白的发光性质,从而实现对其在生物研究中的应用。
荧光蛋白参数的研究主要包括以下几个方面:1. 色素环境:荧光蛋白中的色素环境对其发光性质有重要影响。
通过改变色素环境,如改变蛋白质的氨基酸序列、色素的共价修饰等,可以调控荧光蛋白的发光颜色和发光强度。
2. 蛋白质结构:荧光蛋白的结构与其发光性质密切相关。
通过研究荧光蛋白的结构,包括空间构型和氨基酸序列,可以揭示荧光蛋白的发光机制,并为改造荧光蛋白提供理论依据。
3. 外部条件:荧光蛋白的发光性质还受到外部条件的影响,如温度、pH值和离子浓度等。
通过调节这些外部条件,可以改变荧光蛋白的发光强度和发光颜色,为其应用提供更大的灵活性。
荧光蛋白参数的研究不仅有助于深入理解荧光蛋白的发光机制,还为其在生物研究和应用中的应用提供了理论基础。
目前,荧光蛋白已被广泛用于生物标记、蛋白质定位、基因表达和细胞追踪等领域。
通过改变荧光蛋白的发光性质,可以实现对生物过程的实时监测和定量分析。
除了绿色荧光蛋白,还存在其他颜色的荧光蛋白,如蓝色、黄色和红色荧光蛋白。
这些荧光蛋白的发光性质与绿色荧光蛋白类似,但具有不同的发光颜色和发光强度。
通过对这些荧光蛋白的研究,可以拓展荧光蛋白的应用范围,满足不同实验和研究的需求。
在荧光蛋白参数的研究中,科学家们不断探索新的方法和技术,以提高荧光蛋白的发光性能。
例如,通过蛋白工程技术,可以设计和构建新的荧光蛋白,实现对其发光性质的精确控制。
荧光蛋白参数绿色荧光蛋白计算公式
荧光蛋白参数绿色荧光蛋白计算公式1. 荧光蛋白简介荧光蛋白(Fluorescent protein,FP)是一种天然存在于某些动植物等生物体内,具有荧光发射能力的蛋白质。
它们有着复杂的结构和特殊的物理化学性质,被广泛应用于生物医学、生物技术等领域。
其中,绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)是应用最广泛的一种,也是最常见的一种荧光蛋白。
2. GFP的特征GFP具有以下几个特点:- 在紫外光作用下,能够发射出稳定的绿色荧光;- GFP分子中有一个色素基团,称为香豆素(chromophore),它是荧光的主要来源;- GFP的分子量为27kDa,由238个氨基酸组成,结构非常稳定;- GFP的荧光发射峰为509nm,与其吸收峰相差约30nm;- GFP的荧光强度受到诸多因素的影响,如温度、pH值、离子浓度等。
3. GFP参数计算为了更好地了解GFP的性质和应用,我们需要计算一些关键的参数。
下面是常见的几个参数及其计算方法:3.1. 色素基团的构象GFP的香豆素色素基团是荧光的主要来源,因此了解它的构象非常重要。
其中最重要的参数是内环部分的键长和键角。
内环存在两种共振式:高能和低能共振式。
其键长和键角分别记为r和θ,则高能共振式基态能量为E1=-πc^2/2r^2,低能共振式基态能量为E2=πc^2/2r^2(1-cosθ)。
因此,内环的基态能量是Emin=E1cos^2(θ/2)+E2sin^2(θ/2)。
实际计算时,通常采用分子动力学(Molecular Dynamics,MD)方法,模拟GFP分子中香豆素色素基团的构象变化。
3.2. 构象与荧光发射内环的构象对GFP的荧光性质影响非常大。
例如,在GFP分子中,香豆素基团紧密嵌入蛋白质的肽链中,使其无法自由旋转。
因此,荧光发射峰和吸收峰之间的距离很小,即Stokes位移很小。
该参数通常用以下公式计算:Stokes Shift = λ_emit - λ_abs,其中λ_emit是荧光发射峰值波长,λ_abs是吸收峰值波长。
绿色荧光蛋白
绿色荧光蛋白(GreenFluorescent Protein,简称GFP)是一种在美国西北海岸所盛产的水母中所发现的一种蛋白质。
这类学名为Aequorea victoria的水母有着美丽的外表,生存历史超过1.6亿年。
1962年,下村修正是在这种水母的发光器官内发现天然绿色荧光蛋白。
它之所以能够发光,是因在其包含238个氨基酸的序列中,第65至67个氨基酸(丝氨酸—酪氨酸—甘氨酸)残基,可自发地形成一种荧光发色团。
绿色荧光蛋白(GreenFluorescent Protein,简称GFP)是一种在美国西北海岸所盛产的水母中所发现的一种蛋白质。
这类学名为Aequorea victoria的水母有着美丽的外表,生存历史超过1.6亿年。
1962年,下村修正是在这种水母的发光器官内发现天然绿色荧光蛋白。
它之所以能够发光,是因在其包含238个氨基酸的序列中,第65至67个氨基酸(丝氨酸—酪氨酸—甘氨酸)残基,可自发地形成一种荧光发色团。
因为pGLO是包含了编码绿色荧光蛋白(GFP)的基因以及调控这个GFP的阿拉伯糖操纵子。
所以在有ara(阿拉伯糖)存在的平板上,阿拉伯糖可以启动绿色荧光蛋白(GFP)的表达,因此在紫外下可以观察到荧光;而在不包含ara的平板上则不会有GPF,也就没有荧光了。
另外pGLO包含氨苄抗性,所以平板上都有amp用来筛选包含pGLO质粒的菌体。
gfp 实验步骤
gfp 实验步骤GFP实验步骤GFP(绿色荧光蛋白)是一种广泛应用于生物学研究中的荧光标记物质,它可以通过荧光显微镜观察到其在细胞或组织中的分布情况。
下面将介绍GFP实验的步骤。
1. GFP基因的克隆需要将GFP基因克隆到感兴趣的载体中。
通常,可以使用限制性内切酶对GFP基因和载体进行酶切,并通过连接酶将两者连接在一起。
连接后的重组载体可以通过大肠杆菌的转化来复制。
2. 细胞培养接下来,将含有重组载体的大肠杆菌进行培养,以扩增GFP基因。
培养条件要求适当的温度和培养基。
当细菌生长到一定程度时,可以进行提取。
3. GFP的纯化提取细菌后,需要进行GFP的纯化。
纯化步骤可以使用亲和层析、离心、电泳等方法。
通过这些步骤,可以得到高纯度的GFP。
4. GFP的表达将纯化后的GFP溶液加入到感兴趣的细胞中,使其表达GFP。
可以通过转染、转化等方法将GFP引入到细胞中。
在细胞培养的过程中,可以观察到GFP表达的情况。
5. 荧光显微镜观察使用荧光显微镜观察GFP在细胞中的分布情况。
荧光显微镜可以通过激发光源激发GFP发出的绿色荧光,并通过镜头观察到荧光现象。
可以通过调节显微镜的对焦、放大倍数等参数来观察GFP的细节。
6. 数据分析观察到GFP的荧光后,可以进行数据分析。
可以计算GFP的表达量、观察GFP在细胞中的定位、动力学等。
通过数据分析,可以得到关于GFP在细胞中的信息。
7. 应用GFP广泛应用于生物学研究中。
例如,在细胞生物学中,可以利用GFP标记蛋白质、细胞器等,观察它们在细胞中的动态变化;在遗传学研究中,可以利用GFP标记基因,观察其在不同组织中的表达情况。
总结:GFP实验的步骤包括GFP基因的克隆、细胞培养、GFP的纯化、GFP的表达、荧光显微镜观察、数据分析和应用。
通过这些步骤,可以获得GFP在生物体内的相关信息,为生物学研究提供重要的实验手段。
GFP作为一种荧光标记物质,在生物学研究中具有广泛的应用前景。
绿色荧光蛋白
绿色萤光蛋白(green fluorescent protein),简 称GFP,这种蛋白质最早 是由下村修等人在1962年 在一种学名Aequorea victoria的水母中发现。 其基因所产生的蛋白质, 在蓝色波长范围的光线激 发下,会发出绿色萤光。 这个发光的过程中还需要 冷光蛋白质Aequorin的帮 助,且这个冷光蛋白质与 钙离子(Ca2+)可产生交互 作用。
融合抗体
近二十年来,抗体生成技术有了飞速发展,已 经从细胞工程抗体发展到了基因工程抗体 。单链 抗体是研究得较多的一种小分子抗体 。绿色荧光 蛋白融合单链抗体后,因融合抗体具有与抗原结 合及发射荧光两种特性,故这一人工分子可用做 免疫染色的检测试剂,直接应用于流式细胞仪和 免疫荧光的标记及肿瘤的检测等 。
生物传感器
绿色荧光蛋白由于其独特的光信号传导机制,以及在表 达后易被周围化学环境和蛋白之间的相互作用所影响的特 性,因而极适于用做活细胞体内的光学感受器 。
应用前景
➢转染细胞的确定 ➢体内基因表达的来自定 ➢蛋白质分子的定位和细胞间分子交流的动
态监测 ➢免疫分析 ➢核酸碱基探针分析 ➢分子间第二信使钙离子和 cAMP 水平的指
GFP融合蛋白的荧光灵敏度远比荧光素标记的荧光抗体高, 抗光漂白能力强,适用于定量测定与分析 。
荧光的产生不需要任何外源反应底物。 故 GFP作为一种 广泛应用的活体报告蛋白,其作用是任何其它酶类报告蛋 白无法比拟的。
GFP在生物技术中的应用
分子标记
利用绿色荧光蛋白独特 的发光机制,可将GFP作 为蛋白质标签(protein tagging),即利用DNA重 组技术,将目的基因与 GFP基因构成融合基因, 转染合适的细胞进行表达, 然后借助荧光显微镜便可 对标记的蛋白质进行细胞 内活体观察。
绿色荧光蛋白科技名词定义
绿色荧光蛋白科技名词定义中文名称:绿色荧光蛋白英文名称:green fluorescence protein;GFP;green fluorescent protein 定义1: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65~67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。
绿色荧光蛋白基因转化入宿主细胞后很稳定,对多数宿主的生理无影响,是常用的报道基因。
应用学科:生物化学与分子生物学〔一级学科〕;方法与技术〔二级学科〕定义2:最初从水母〔Aequorea victoria〕体内发现的发光蛋白。
含有发光团,在不同物种中均能稳定发出荧光,其基因是常用的报道基因。
应用学科:细胞生物学〔一级学科〕;细胞生物学技术〔二级学科〕以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片绿色萤光蛋白(green fluorescent protein),简称GFP,这种蛋白质最早是由下村修等人在1962年在一种学名Aequorea victoria的水母中发现。
其基因所产生的蛋白质,在蓝色波长范围的光线激发下,会发出绿色萤光。
这个发光的过程中还需要冷光蛋白质Aequorin的帮助,且这个冷光蛋白质与钙离子(Ca2+)可产生交互作用。
目录根本介绍什么是绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白有什么用呢GFP性质发现过程GFP应用骨架和细胞分裂细胞器动力学和泡囊运输发育生物学生物技术中的应用研究GFP在肿瘤发病机制研究中的应用在信号转导中的应用光伏发电神经生物学其他应用GFP vectors and technologyOther Interesting GFP Link应用前景获得诺贝尔奖根本介绍什么是绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白有什么用呢GFP性质发现过程GFP应用骨架和细胞分裂细胞器动力学和泡囊运输发育生物学生物技术中的应用研究GFP在肿瘤发病机制研究中的应用在信号转导中的应用光伏发电神经生物学其他应用GFP vectors and technologyOther Interesting GFP Link应用前景获得诺贝尔奖展开编辑本段根本介绍由水母Aequorea victoria中发现的野生型绿色荧光蛋白科学家在线形虫体内植入绿色荧光蛋白质,395nm和475nm分别是最大和次大的激发波长,它的发射波长的峰点是在509nm,在可见光绿光的范围下是较弱的位置。
绿色荧光蛋白
荧光蛋白的应用
细胞分裂和骨架 细胞器动力学和泡囊运输 发育生物学 分子标记 药物筛选 光伏发电
细胞分裂和骨架
GFP较小,与其它蛋白质融 合后不影响自身的发光性能, 利用这一特性可以加深我们 对细胞内一些过程的了解, 如细胞分裂、染色体复制和 分裂,发育和信号转导等 。 如研究脑神经细胞的发展 或者癌症细胞是如何扩散的 等。
绿色荧光蛋白
2008年诺贝尔化学奖 获得者:马丁· 查尔菲(Martin Chalfie)、钱永健 (Roger Y. Tsien)和下村修(Osamu Shimomura) 小组成员:张艳嫡 邱丹丹 郎平 肖欢 颜旭 张忠丽 黄春林 刘凯 郭高尚 曾万强
绿色荧光蛋白(green fluorescence protein; GFP)
科学使用绿色荧光蛋白跟踪大脑细胞的活动
药物筛选
由于GFP分子量小,在活细胞内可溶且对细胞 毒性较小,因而常用作荧光探针。 将一荧光蛋白与信号分子相偶联,根据荧光蛋 白的分布情况即可推断信号分子的迁移状况, 并推断该分子在迁移中的功能。利用这一原理, 已经成功构建了一个筛选模型,用于研究药物 介导的糖皮质激素受体(hGR)的迁移过程。
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。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 。
特性决定广泛用途
GFP是无毒的,它可在不同的有机体中, 高水平地予以表达,而对有机体的生理学 则仅有很小的影响.可用于在时间和空间 上监视越来越多的活细胞中的现象和机制, 如基因表达、蛋白质的定位和动态学等.因 此可以说,绿色荧光蛋白质的发现是联系到 生物科学上的一次技术革命.
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绿色荧光蛋白(GFP)原核表达情况分析
姓名:韩吉梅学号:2013107001 专业:作物栽培学与耕作学
摘要:将含有绿色荧光基因的重组载体导入大肠杆菌中,经IPTG诱导产生大量融合蛋白,用SDS-PAGE来确定目的蛋白的可溶性及其分子量。
考马斯亮蓝染色4小时再过夜脱色,观察目的蛋白的分子量大约为31.9kD,与预期值相符。
关键字:绿色荧光蛋白SDS-PAGE 原核表达
1 前言
绿色荧光蛋白(green fluorescent protein GFP) 是源于多管水母属等海洋无脊椎动物的发光蛋白,其在蓝光或紫外光下可发出明亮的绿色荧光,可以作为报告基因检测蛋白的特异性表达或进行细胞定位研究。
绿色荧光蛋白还在监测目的基因表达、研究细胞内物质代谢及追踪细胞系的分化等方面有着广泛应用。
由于GFP检测具有高灵敏度,操作简单,无需使用同位素等优点,近年来广泛用于基因的表达与调控、蛋白质的定位、转移以及相互作用、信号传递、转染与转化,以及细胞的分离与纯化等研究领域[1-2]。
采用GFP作为标记基因,可直接收集转化细胞供实验,缩短了筛选时间、减少对细胞活性的影响并可作为活体标记,为研究发育的基因调控和分子机制提供了一种简洁有
效的手段[3-4]。
同时也正因为其荧光反应不是酶反应,所以当细胞本身还存在一些可以受蓝光激发和产生绿色荧光的物质,或者GFP表达频率不高的情况下,GFP的检测可能会产生一些假相,不易对荧光进行定量的测定。
我们利用基因工程手段在大肠杆菌中高效的表达了GFP,制备出GFP抗体,利用抗原与抗体之间的特异性,在体外对GFP进行检测,可在一定程度上弥补上述GFP检测中可能出现的问题,可以作为一种重要的辅助手段用以提高GFP检测的灵敏度和准确度[5]。
原核表达是将克隆基因插入合适载体后导入大肠杆菌,用于表达大量蛋白质的方法。
选用原核表达系统的原因是易于生长和控制、用于细菌培养的材料不及哺乳动物细胞培养的材料昂贵、有各种各样的大肠杆菌菌株及与之匹配的具各种特性的质粒可供选择。
但是在大肠杆菌中表达的蛋白由于缺少修饰和糖基化、磷酸化等翻译后加工,常形成包涵体而影响表达蛋白的生物学活性及构象。
包涵体是在某些生长条件下,大肠杆菌能积累某种特殊的生物大分子,它们致密地集聚在细胞内,形成被膜包裹的结构,具有水不溶性的特点。
本实验主要是通过SDS-PAGE来检测绿色荧光的原核表达情况。
2 材料与方法
2.1 材料
30%分离胶贮液分离胶缓冲液(Tris-HC l缓冲液pH8.9)浓缩胶贮液浓缩胶缓冲液10%SDS 20%过硫酸铵(AP)染色液脱色液1×SDS上样缓冲液1×Tris-甘氨酸电泳缓冲液四甲基乙二
铵(TEMED)
2.2 方法:
2.2.1 检测重组蛋白的可溶性
①将重组菌在含对应抗生素的LB平板上划线培养过夜。
②次日,挑取单克隆,接种到5 mL含对应抗生素的LB液体培养基中,37℃,200 r/min振荡培养过夜。
③将过夜培养的菌液100 μl加入到10 mL LB培养基中(1:100), 200 r/min振荡培养3 h左右至OD600=0.6。
④加入IPTG诱导至1、2 h,取500µl培养物10000 rpm离心
5 min。
⑤弃上清,收集沉淀,加适量蒸馏水重悬细胞,超声波破碎5 min,工作10 s停10 s。
⑥4℃,10000 rpm离心10 min。
分离上清和沉淀,上清直接加等体积Loading buffer,沉淀用蒸馏水重悬后,加等体积Loading buffer,沸水煮5 min变性。
⑦SDS-PAGE检测蛋白可溶性。
2.2.2 目的蛋白质的诱导表达及检测
①挑取单菌落,接入3ml含氨苄青霉素(50μg/ml)的LB培养液,37℃培养过夜。
②取50µl过夜培养物接入3ml含氨苄青霉素(50μg/ml )的LB培养液,37℃振荡培养2h以上,至对数期(A600=0.5~0.6)。
③吸出500µl未经诱导的培养物放在一个微量离心管中,室温
高速离心1min,沉淀悬浮于100µl 1 x SDS凝胶加样缓冲液,100℃加热3min,备用。
④在剩余培养物中加入IPTG至终浓度1mmol/L,37 ℃继续培养30、60、90、120min,取500µl样品放于微量离心管中,室温高速离心1min。
⑤沉淀悬浮于100µl SDS凝胶加样缓冲液,100℃加热3min,室温高速离心1min,待全部样品处理完后上样。
2.2.3 SDS-PAGE
①将电泳槽玻璃板洗净,吹干,用胶条封边,装到制胶架上。
②配12%分离胶,制好的分离胶立即倒入凝胶槽内,至凝胶槽高三分之二处,加蒸馏水密封。
待胶凝固后(约需30min)倒掉水,用吸水纸吸干。
③配5%浓缩胶,制好的浓缩胶立即倒入凝胶槽内(以插入梳子不溢出为宜),插入梳子。
④待胶凝固后,拔出梳子,放入电泳槽中
⑤制备好的样品加入上样孔。
⑥连接电泳仪
⑦打开电源,调整电压至80V,待样品跑过浓缩胶后将电压调至120V,待指示剂(溴酚兰)到达凝胶的底部距离下缘1cm时停止电泳,大约需2-3h,电泳结束。
剥胶,染色。
2.2.4 目的蛋白质的检测-考马斯亮蓝染色
将凝胶浸泡在染色液中,室温在摇床上缓慢染色4小时(或过夜)。
2.2.5 脱染
将染液回收,凝胶先用蒸馏水漂洗一次,浸入脱染液中脱染,室温浸泡凝胶或37℃加热使其脱色,更换几次脱色液,直至出现清晰的电泳带为止。
2.2.6 脱色后,将凝胶保存在水中或是20%甘油的水中。
3 实验结果与分析
左侧为沉淀条带,从左到右分别为0小时,0.5小时,1小时,
1.5小时,2小时跑出的条带,中间为marker,右侧为上清液跑出的
条带,从右到左依次为0小时,0.5小时,1小时,1.5小时,2小时条带。
条带没有全部显示出来,沉淀跑出的条带比上清跑出的条带清晰,而且沉淀中的条带跑的越远越清晰。
4讨论
①图中没有把所有的条带显示出来,可能是点样时操作不当,
或是把胶弄坏了致使边上的条带显示不出来。
②沉淀的条带比上清的清晰,说明上清中的可溶性蛋白少,但是没有包涵体,而沉淀的条带较明显说明可溶性蛋白主要存在于沉淀中,猜测也可能含有大量的包涵体。
③与marker相比可知沉淀条带在31.9kDa处最为明显为目标条带。
④此次试验过程中跑出的条带及其少,有些甚至整块胶看不到条带,可能是因为点样时操作不熟练使胶未能完全进入点样孔。
5 参考文献
[1] Kain SR,Adams M, Kondepudi A, et a.l Green fluorescent protein as a reporter of gene expression and protein localization. biotechniques, 1995, 19(4): 650
[2] PhillipsGJ. Green fluorescent protein a bright idea for the study of bacterial protein localization.FEMS microbialLet,t 2001, 204(1): 9
[3] ChalfieM,Tu, EKivchen G, eta.l Green fluorescent protein as a marker forgene expression. Science, 1994, 263(5148): 802
[4] ChalfieM.Green fluorescent protein. Photochem Photobiol 1995, 62(4): 651
[5] 郑玥婷. 绿色荧光蛋白的原核表达、纯化以及抗体制备[J]. 氨基酸和生物资源. 2005(01)。