荧光蛋白的研究进展与应用
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养相 关领域 的研 究和 应 用 。 关 键词 ：绿 色 荧光蛋 白 ； 作 用机 理 ； 研 究应 用
中图分 类 号 ： ￥ ８ ５ ２ ． １
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ６ — ２ ６ ７ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ － ０ ２ ６ ８ － ０ ７ 成， 第６ ５、 ６ ６、 ６ ７位 氨基 酸 （ Ｓ ｅ ｒ — Ｔ ｙ ｒ — Ｇ ｌ ｙ ） 形 成 发 光 团， 经 共 价键 连 接而 形 成 对 羟 苯 甲基 咪 唑 烷 酮 ， 可 被 光 激发 产 生 荧 光 Ｊ 。许 多 科 学 家 利 用 荧 光 蛋 白的发光 机 理 ， 将 水母 中荧 光 蛋 白基 因提 取 出来 ， 转入其他 生物 体 内， 使 得 生物 变幻 的 多姿 多彩 。 ２ ０ ０ ０年 ， 荧光 兔 （ 图２ ） 在 法 国诞 生 ， 随后 荧 光 猫
１ 荧 光 蛋 白 的发 现 及 其 作 用 机 理
１ ９ ６ ２ 年， 下村修在一种生 活在北冰洋寒冰水
域 的 水 母 —— 维 多 利 亚 多 管 水 母 （ Ａ ｅ ｑ ｕ ｏ ｒ ｅ ａ ｖ ｉ ｃ —
２ ． １ 显像 技 术
由于 荧 光 蛋 白有 多 种 颜 色 ， 且 稳定 、 无毒 ， 所
（ 图３ ） 、 荧 光鼠（ 图４ ） 。 。 相 继 问世 。２ ０ ０ ６年 １ ２ 月２ ４ 日， 东 北 农业 大 学 的 刘 忠华 教授 主 持 的 转 基 因克 隆 猪课 题 获得 学 领 域 被 广 泛 利 用 ， 成
为 了当今生物学研究者强有力 的帮手 。科学 家们 利 用 这一 先 进 的工 具 ， 在 整 个 生 物 学 界 掀 起 了 生
物技 术 革命 ， 比如利用 三磷酸 鸟苷 （ Ｇ Ｔ Ｐ ） 标 记 脑 组织 ， 可 以监控 脑 神 经 细胞 的生 长等 ， 这 无 疑 是 生
物学 史 上 的奇 迹 。本 文 阐 述 了荧 光 蛋 白 的发 现 、
胞 间 的相互 作 用 。 图 ６中五 彩 缤 纷 的色 彩 形 象 地 展 现 了 复 杂 的神 经 网 络 。 另 外 ， 荧 光 蛋 白还 可 用
ｔ ｏ ｒ ｉ ａ ， 图１ ） 体 内 发 现 了绿 色荧 光 蛋 白 （ ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ ｌ ｆ ｕ ｏ — ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｉ ｎ ， Ｇ Ｆ Ｐ ） ， 并 纯化 了 ＧＦ Ｐ 。马 丁 ・ 沙 尔 菲 发 现 了 ＧＦ Ｐ的价 值 ， 并 第 １次 运 用 ＧＦ Ｐ这 个 神 奇工具 投 入 试 验 研 究。１ ９ ９ ４年 钱 永 健 改 造 了 Ｇ Ｆ Ｐ ， 使得 Ｇ Ｆ Ｐ的荧 光 变 强 、 变 色 。这 ３位 科 学 家 由此 获得 了 ２ ０ ０ ８年 诺 贝 尔 化 学 奖 Ｊ 。从 此 ， 荧 光蛋 白带 来 了生物 技术 的新革 命 。
发展 及 利 用 ， 展 示 了荧 光 蛋 白空 前 的 显 像 技 术 及 其他 一 系 列 强 大 的 功 能 ， 概 括 了在 动 物 营 养 相 关 领域 的研 究 进 展 ， 以期 为 我 国 的 生 物 学 以及 动 物 营养 学 研 究者 提供 新 的思路 和方 法 。
２ ＧＦ Ｐ在 生物领域 的最 新应用进展
荧 光 蛋 白 的 研 究 进 展 与 应 用
高权 新 ， 王进波 尹 飞 马 向明。 施兆鸿
（ １ ． 中国水产科学 院东 海水产研究所 ， 农业部东 海与远洋渔业资源 开发利用重点实验室 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ０ ； ２ ． 浙江大学
宁波理工学 院 ， 分子设计 与营养工程重点 实验室 ， 宁波 ３ １ ５ １ ０ ０ ； ３ ． 中国石油大学 国家大学科技 园管理委员会 ， 东营 ２ ５ ７ ０ ９ １ ）
基金项 目： 国家科技 支撑项 目（ ２ ０ １ １ Ｂ Ａ Ｄ １ ３ Ｂ ０ １ ） ； 国家 自然科学基金 （ ３ １ １ ０ １ ９ ３ ２ ）
摘
要 ：绿 色荧光 蛋 白 （ ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ ｆ ｕ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｉ ｎ， Ｇ Ｆ Ｐ ） 于１ ９ ６ ２年被 发 现 ， 由于 它 可 以发 出稳 定
的 荧光 ， 不 具 有物 种 专一 性 ， 且 易 于在 细胞 内表 达 ， 已作 为标 记 物 广 泛 地 应 用 于生 命 科 学 领 域 。 本 文对 荧光 蛋 白的发 现 、 作 用机 理及 其 应 用 进展 进 行 了综 述 。最 后 ， 本 文 阐述 了 ＧＦ Ｐ在 动 物 营
以荧 光 蛋 白可 使得 动物 体 内复 杂 的系 统 结 构 可视 化 。Ｌ ｉ ｖ ｅ ｔ 等 用 多种 不 同颜 色 的荧 光蛋 白对神 经 系 统进 行 了基 因 标 记 ， 使 得 我 们 能 够 观 察 到 大 脑 的集成 线 路 图 ， 可 以 直 观 地 看 到神 经 细 胞 以 及 细
动物 营养学报 ２ ０ １ ３ ， ２ ５ （ ２ ） ： ２ ６ ８ — ２ ７ ４
Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ａ ｎ ｉ ｍ ａ ｌ Ｎ ｕ ｔ ｒ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ ・ ２ ６ ７ ｘ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ ６
于生 物发 育 领 域 ， 能 够 形 象 的 观 察 生 物 体 的器 官 组 织 结构 的变化 ， 随 着发 育 学 研 究 的深 入 ， 荧 光 蛋 白必 将成 为 强 有 力 的工 具 。Ｗａ ｎ等 发 现 用
从水母体内发现的 Ｇ Ｆ Ｐ 是由２ ３ ８ 个 氨基酸构
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ８一ｌ ４
中图分 类 号 ： ￥ ８ ５ ２ ． １
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ６ — ２ ６ ７ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ － ０ ２ ６ ８ － ０ ７ 成， 第６ ５、 ６ ６、 ６ ７位 氨基 酸 （ Ｓ ｅ ｒ — Ｔ ｙ ｒ — Ｇ ｌ ｙ ） 形 成 发 光 团， 经 共 价键 连 接而 形 成 对 羟 苯 甲基 咪 唑 烷 酮 ， 可 被 光 激发 产 生 荧 光 Ｊ 。许 多 科 学 家 利 用 荧 光 蛋 白的发光 机 理 ， 将 水母 中荧 光 蛋 白基 因提 取 出来 ， 转入其他 生物 体 内， 使 得 生物 变幻 的 多姿 多彩 。 ２ ０ ０ ０年 ， 荧光 兔 （ 图２ ） 在 法 国诞 生 ， 随后 荧 光 猫
１ 荧 光 蛋 白 的发 现 及 其 作 用 机 理
１ ９ ６ ２ 年， 下村修在一种生 活在北冰洋寒冰水
域 的 水 母 —— 维 多 利 亚 多 管 水 母 （ Ａ ｅ ｑ ｕ ｏ ｒ ｅ ａ ｖ ｉ ｃ —
２ ． １ 显像 技 术
由于 荧 光 蛋 白有 多 种 颜 色 ， 且 稳定 、 无毒 ， 所
（ 图３ ） 、 荧 光鼠（ 图４ ） 。 。 相 继 问世 。２ ０ ０ ６年 １ ２ 月２ ４ 日， 东 北 农业 大 学 的 刘 忠华 教授 主 持 的 转 基 因克 隆 猪课 题 获得 学 领 域 被 广 泛 利 用 ， 成
为 了当今生物学研究者强有力 的帮手 。科学 家们 利 用 这一 先 进 的工 具 ， 在 整 个 生 物 学 界 掀 起 了 生
物技 术 革命 ， 比如利用 三磷酸 鸟苷 （ Ｇ Ｔ Ｐ ） 标 记 脑 组织 ， 可 以监控 脑 神 经 细胞 的生 长等 ， 这 无 疑 是 生
物学 史 上 的奇 迹 。本 文 阐 述 了荧 光 蛋 白 的发 现 、
胞 间 的相互 作 用 。 图 ６中五 彩 缤 纷 的色 彩 形 象 地 展 现 了 复 杂 的神 经 网 络 。 另 外 ， 荧 光 蛋 白还 可 用
ｔ ｏ ｒ ｉ ａ ， 图１ ） 体 内 发 现 了绿 色荧 光 蛋 白 （ ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ ｌ ｆ ｕ ｏ — ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｉ ｎ ， Ｇ Ｆ Ｐ ） ， 并 纯化 了 ＧＦ Ｐ 。马 丁 ・ 沙 尔 菲 发 现 了 ＧＦ Ｐ的价 值 ， 并 第 １次 运 用 ＧＦ Ｐ这 个 神 奇工具 投 入 试 验 研 究。１ ９ ９ ４年 钱 永 健 改 造 了 Ｇ Ｆ Ｐ ， 使得 Ｇ Ｆ Ｐ的荧 光 变 强 、 变 色 。这 ３位 科 学 家 由此 获得 了 ２ ０ ０ ８年 诺 贝 尔 化 学 奖 Ｊ 。从 此 ， 荧 光蛋 白带 来 了生物 技术 的新革 命 。
发展 及 利 用 ， 展 示 了荧 光 蛋 白空 前 的 显 像 技 术 及 其他 一 系 列 强 大 的 功 能 ， 概 括 了在 动 物 营 养 相 关 领域 的研 究 进 展 ， 以期 为 我 国 的 生 物 学 以及 动 物 营养 学 研 究者 提供 新 的思路 和方 法 。
２ ＧＦ Ｐ在 生物领域 的最 新应用进展
荧 光 蛋 白 的 研 究 进 展 与 应 用
高权 新 ， 王进波 尹 飞 马 向明。 施兆鸿
（ １ ． 中国水产科学 院东 海水产研究所 ， 农业部东 海与远洋渔业资源 开发利用重点实验室 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ０ ； ２ ． 浙江大学
宁波理工学 院 ， 分子设计 与营养工程重点 实验室 ， 宁波 ３ １ ５ １ ０ ０ ； ３ ． 中国石油大学 国家大学科技 园管理委员会 ， 东营 ２ ５ ７ ０ ９ １ ）
基金项 目： 国家科技 支撑项 目（ ２ ０ １ １ Ｂ Ａ Ｄ １ ３ Ｂ ０ １ ） ； 国家 自然科学基金 （ ３ １ １ ０ １ ９ ３ ２ ）
摘
要 ：绿 色荧光 蛋 白 （ ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ ｆ ｕ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｉ ｎ， Ｇ Ｆ Ｐ ） 于１ ９ ６ ２年被 发 现 ， 由于 它 可 以发 出稳 定
的 荧光 ， 不 具 有物 种 专一 性 ， 且 易 于在 细胞 内表 达 ， 已作 为标 记 物 广 泛 地 应 用 于生 命 科 学 领 域 。 本 文对 荧光 蛋 白的发 现 、 作 用机 理及 其 应 用 进展 进 行 了综 述 。最 后 ， 本 文 阐述 了 ＧＦ Ｐ在 动 物 营
以荧 光 蛋 白可 使得 动物 体 内复 杂 的系 统 结 构 可视 化 。Ｌ ｉ ｖ ｅ ｔ 等 用 多种 不 同颜 色 的荧 光蛋 白对神 经 系 统进 行 了基 因 标 记 ， 使 得 我 们 能 够 观 察 到 大 脑 的集成 线 路 图 ， 可 以 直 观 地 看 到神 经 细 胞 以 及 细
动物 营养学报 ２ ０ １ ３ ， ２ ５ （ ２ ） ： ２ ６ ８ — ２ ７ ４
Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ａ ｎ ｉ ｍ ａ ｌ Ｎ ｕ ｔ ｒ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ ・ ２ ６ ７ ｘ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ ６
于生 物发 育 领 域 ， 能 够 形 象 的 观 察 生 物 体 的器 官 组 织 结构 的变化 ， 随 着发 育 学 研 究 的深 入 ， 荧 光 蛋 白必 将成 为 强 有 力 的工 具 。Ｗａ ｎ等 发 现 用
从水母体内发现的 Ｇ Ｆ Ｐ 是由２ ３ ８ 个 氨基酸构
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ８一ｌ ４