诺贝尔奖绿色荧光蛋白 ppt课件
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• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
钱永健名片
• 钱永健(Roger Yonchien Tsien，1952年2月 1日－)，美国细胞生物学家。美国国家科学 院院士，美国国家医学院院士，美国艺术 与科学院院士。圣地牙哥加利福尼亚大学 生物化学及化学系教授。汉族，1952年生 于美国纽约，祖籍浙江杭州，是中国导弹 之父钱学森的堂侄。
2020/12/12
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水晶水母 3位诺贝尔奖得主第一次分离出的荧光基 因，就是从上面照片中的这种水晶水母体 内获得的。
绿荧光水母——通过体内绿色荧光蛋白发光
2020/12/12
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GFP的发现
• 1962年，下村修和约翰森从维多利亚多管 水母（Aequorea victorian）中分离生物发 光蛋白质——水母素（aequorin）时，意外 地得到了一个副产物。它在阳光下呈绿色，
The Nobel Prize in Chemistry 2008
2020/12/12
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2020/12/12
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
钨丝灯光下呈黄色，紫外光下呈亮绿色。
之后，他们仔细研究了其发光特性，并发
现：是水中的钙离子增强了水母素的发光。 于1963年，他们在美国《科学》杂志上报
道了钙离子和水母素发光的关系，并于 1974年得到了这种蛋白质。
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• GFP在水母中之所以能发光，是因为水母 素和GFP之间发生了能量转移。水母素在 钙离子的刺激下发光，其能量可转移到 GFP上，刺激GFP发光。这是物理化学中 已知的荧光共振能量转移（FRET）在生物 中的发现。
• (3)使用方便，可对活细胞进行观察。用基因枪转 化的受体细胞组织的瞬间表达或整株植物都可以 用手提紫外灯观察。利用激光扫描共聚焦显微镜， 甚至普通显微镜都可以观察到活细胞内蛋白的变 化、活动。
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• (4)变异细胞可显著改变荧光特性。通过生物化学 的方法将基因做小小的改变，就可以改变GFP中 的氨基酸，得到变异GFP（黄色荧光蛋白，青色 荧光蛋白，蓝色荧光蛋白）。
2020/12/12
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化学奖评选委员会主席贡纳尔 冯 海伊内和评委莫恩斯 艾伦
贝里对绿色荧光蛋白的评价指出，这是当代生物学的重要
工具，借助这一“指路标”，科学家们已经研究出监控脑
神经细胞生长过程的方法，这在以前是不可能实现的。他 们说，下村修1962年在北美西海岸的水母中首次发现了一 种在紫外线下发出绿色荧光的蛋白质，即GFP。随后，马 丁沙尔菲在利用GFP做生物示踪分子方面做出了贡献；钱 永健让科学界更全面地理解GFP的发光机理，对GFP坐了 改造，通过改变其氨基酸排序合成出了能吸收、发射不同
• 哈佛大学化学及物理学最优等学士学位英 国剑桥大学生理学哲学博士学位
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学术贡献
• 钱永健的学术贡献主要在于应用绿色萤光 蛋白研究细胞信号通路，是这方面的公认 先驱。
• 由于对绿色荧光蛋白(Green Fluorescent Protein,GFP)的发现、机理研究以及利用做 出的贡献，瑞典皇家科学院诺贝尔将委员 会将2008年度诺贝尔化学浆授予美国科学 家下村修、马丁沙菲尔和美籍华裔化学家 钱永健
• 其后GFP作为活细胞分子探针，在基因表达调控、 转基因动物研究、蛋白在细胞中的功能定位、迁 移变化、病原菌侵入活细胞的分子过程等研究方 面表现出极大的用途。
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钱永健
• 钱永健在改造GFP方面取得了卓越的成就。 1995年，他完成的单点突变（S65T）显著 提高了GFP的光谱性质，起荧光强度和光 稳定性也大大增强。
• 这样就可以利用发光不同的GFP对同一个细胞内 的不同蛋白进行标记。
颜色（蓝色、蓝绿色、黄色）光的荧光蛋白，为同时追踪 多种生物细胞变化的研究奠定了基础。
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绿色荧光蛋白
Green fluorescent protein(GFP)
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。
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马丁·沙尔菲
• 如果说下村修是绿色荧光蛋白的“接生婆”，沙尔菲则是 绿色荧光蛋白的价值发现者。
• 马丁·沙尔菲等对实现GFP的基因表达做出了突出的贡献 • 他获奖的主要贡献在于向人们展示了绿色荧光蛋白作为发
光的遗传标签的作用。
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• 根据GFP的氨基酸序列，合成了相应的寡核苷酸 片段，利用转基因技术，从反转录DNA(cDNA)文 库中筛选出几个GFP的阳性克隆，再和质粒结合， 选择合适的启动子，和所要研究的蛋白的基因结 合，发现该基因在如大肠杆菌、线虫、酵母、果 蝇、昆虫细胞等异源细胞内表达也能发出绿色荧 光。
• 钱永健的主要贡献在于利用GFP来追踪追 踪多种生物细胞进行的生物反应，他被认 为是这方面的公认先驱。
•
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GFP的特点
• (1)它不仅本身稳定，不需要任何反应底物和辅助 因子，且无种属限制，可在多种生物细胞中表达 发出稳定荧光，不容易被猝灭
• (2)分子量小，对细胞没有，与GFP融合的蛋白具 有与GFP一样的荧光性质。
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发Baidu Nhomakorabea机制
• 水母发光蛋白发出的蓝光通过能量转移激 发GFP发出绿光，
钙离子
• 水母发光蛋白
脱辅水母发光蛋白+氧化荧光素+蓝光
• 绿色荧光蛋白 蓝光 绿光
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• 下村修因此成为首位从水母中分离出GFP， 并发现这种蛋白质在紫外光下呈亮绿色的 科学家，他被誉为生物发光研究的第一人
钱永健名片
• 钱永健(Roger Yonchien Tsien，1952年2月 1日－)，美国细胞生物学家。美国国家科学 院院士，美国国家医学院院士，美国艺术 与科学院院士。圣地牙哥加利福尼亚大学 生物化学及化学系教授。汉族，1952年生 于美国纽约，祖籍浙江杭州，是中国导弹 之父钱学森的堂侄。
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水晶水母 3位诺贝尔奖得主第一次分离出的荧光基 因，就是从上面照片中的这种水晶水母体 内获得的。
绿荧光水母——通过体内绿色荧光蛋白发光
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GFP的发现
• 1962年，下村修和约翰森从维多利亚多管 水母（Aequorea victorian）中分离生物发 光蛋白质——水母素（aequorin）时，意外 地得到了一个副产物。它在阳光下呈绿色，
The Nobel Prize in Chemistry 2008
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
钨丝灯光下呈黄色，紫外光下呈亮绿色。
之后，他们仔细研究了其发光特性，并发
现：是水中的钙离子增强了水母素的发光。 于1963年，他们在美国《科学》杂志上报
道了钙离子和水母素发光的关系，并于 1974年得到了这种蛋白质。
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• GFP在水母中之所以能发光，是因为水母 素和GFP之间发生了能量转移。水母素在 钙离子的刺激下发光，其能量可转移到 GFP上，刺激GFP发光。这是物理化学中 已知的荧光共振能量转移（FRET）在生物 中的发现。
• (3)使用方便，可对活细胞进行观察。用基因枪转 化的受体细胞组织的瞬间表达或整株植物都可以 用手提紫外灯观察。利用激光扫描共聚焦显微镜， 甚至普通显微镜都可以观察到活细胞内蛋白的变 化、活动。
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• (4)变异细胞可显著改变荧光特性。通过生物化学 的方法将基因做小小的改变，就可以改变GFP中 的氨基酸，得到变异GFP（黄色荧光蛋白，青色 荧光蛋白，蓝色荧光蛋白）。
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化学奖评选委员会主席贡纳尔 冯 海伊内和评委莫恩斯 艾伦
贝里对绿色荧光蛋白的评价指出，这是当代生物学的重要
工具，借助这一“指路标”，科学家们已经研究出监控脑
神经细胞生长过程的方法，这在以前是不可能实现的。他 们说，下村修1962年在北美西海岸的水母中首次发现了一 种在紫外线下发出绿色荧光的蛋白质，即GFP。随后，马 丁沙尔菲在利用GFP做生物示踪分子方面做出了贡献；钱 永健让科学界更全面地理解GFP的发光机理，对GFP坐了 改造，通过改变其氨基酸排序合成出了能吸收、发射不同
• 哈佛大学化学及物理学最优等学士学位英 国剑桥大学生理学哲学博士学位
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学术贡献
• 钱永健的学术贡献主要在于应用绿色萤光 蛋白研究细胞信号通路，是这方面的公认 先驱。
• 由于对绿色荧光蛋白(Green Fluorescent Protein,GFP)的发现、机理研究以及利用做 出的贡献，瑞典皇家科学院诺贝尔将委员 会将2008年度诺贝尔化学浆授予美国科学 家下村修、马丁沙菲尔和美籍华裔化学家 钱永健
• 其后GFP作为活细胞分子探针，在基因表达调控、 转基因动物研究、蛋白在细胞中的功能定位、迁 移变化、病原菌侵入活细胞的分子过程等研究方 面表现出极大的用途。
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钱永健
• 钱永健在改造GFP方面取得了卓越的成就。 1995年，他完成的单点突变（S65T）显著 提高了GFP的光谱性质，起荧光强度和光 稳定性也大大增强。
• 这样就可以利用发光不同的GFP对同一个细胞内 的不同蛋白进行标记。
颜色（蓝色、蓝绿色、黄色）光的荧光蛋白，为同时追踪 多种生物细胞变化的研究奠定了基础。
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绿色荧光蛋白
Green fluorescent protein(GFP)
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。
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马丁·沙尔菲
• 如果说下村修是绿色荧光蛋白的“接生婆”，沙尔菲则是 绿色荧光蛋白的价值发现者。
• 马丁·沙尔菲等对实现GFP的基因表达做出了突出的贡献 • 他获奖的主要贡献在于向人们展示了绿色荧光蛋白作为发
光的遗传标签的作用。
2020/12/12
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• 根据GFP的氨基酸序列，合成了相应的寡核苷酸 片段，利用转基因技术，从反转录DNA(cDNA)文 库中筛选出几个GFP的阳性克隆，再和质粒结合， 选择合适的启动子，和所要研究的蛋白的基因结 合，发现该基因在如大肠杆菌、线虫、酵母、果 蝇、昆虫细胞等异源细胞内表达也能发出绿色荧 光。
• 钱永健的主要贡献在于利用GFP来追踪追 踪多种生物细胞进行的生物反应，他被认 为是这方面的公认先驱。
•
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GFP的特点
• (1)它不仅本身稳定，不需要任何反应底物和辅助 因子，且无种属限制，可在多种生物细胞中表达 发出稳定荧光，不容易被猝灭
• (2)分子量小，对细胞没有，与GFP融合的蛋白具 有与GFP一样的荧光性质。
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发Baidu Nhomakorabea机制
• 水母发光蛋白发出的蓝光通过能量转移激 发GFP发出绿光，
钙离子
• 水母发光蛋白
脱辅水母发光蛋白+氧化荧光素+蓝光
• 绿色荧光蛋白 蓝光 绿光
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• 下村修因此成为首位从水母中分离出GFP， 并发现这种蛋白质在紫外光下呈亮绿色的 科学家，他被誉为生物发光研究的第一人