绿色荧光蛋白(GFP).ppt

了不起的绿色荧光蛋白 GFP By 药剂121 大家好 前言 2008年10月8日 诺贝尔化学奖揭晓 日本科学家下村修 美国科学家马丁 查尔非和钱永健因发现和改造绿色荧光蛋白 GFP 而获奖 GFP大家都不陌生 细胞中散发着点点绿光 煞是好看 1962年被发现 1992年被克隆 中间隔了30年 而在最近十几年它才在生物界中被广泛应用 C Users Administrator Desktop 分子细胞 钱永健希望更多中国青年投身基础研究 标清 mp4 2008年诺贝尔化学奖获得者 1928年出生于日本京都市 毕业于名古屋大学 是日本化学家 海洋生物学 1960年开始 在美国普林斯顿大学学者约翰逊的邀请下 前往美国 先后在普林斯顿大学 波士顿大学和麻省伍兹霍尔海洋生物实验所工作 下村修 2008年诺贝尔化学奖获得者 1961年 下村修等人从大量的多管水母属中分离了水母素及腔肠素 他们发现生物发光是由钙离子引发的 这项研究开展了对绿色荧光蛋白的研究 1962年 他从一种水母中发现了荧光蛋白 被誉为生物发光研究第一人 下村修 维多利亚多管发光水母能够放出蓝色的荧光 这是透过快速释放与水母素相互作用的钙离子 Ca2 生成的 所放出的蓝光会被绿色荧光蛋白转变为绿光 水母素和绿色荧光蛋白都是生物学研究的重要工具 2008年诺贝尔化学奖获得者 平田义正与海萤 弗兰克 约翰逊的邀请与星期五港 80岁与20年博士后 下村修 美国星期五港 2008年诺贝尔化学奖获得者 生于1947年 为美国哥伦比亚大学生物学教授 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 这一技术被广泛运用于生理学和医学等领域 马丁 查尔菲 MartinChalfie 2008年诺贝尔化学奖获得者 查尔菲的实验室用秀丽隐杆线虫来研究神经细胞的发育和功能 这类线虫的发育 解剖 遗传和分子信息都很丰富 为研究提供了强有力和多元的支持 绿色荧光蛋白基因在秀丽线虫的表达 马丁 查尔菲 MartinChalfie 2008年诺贝尔化学奖获得者 他与TulleHazelrigg结了婚 她后来加入了哥大 她允许他引用她在 GreenFluorescentProteinasaMarkerforGeneExpression 上的未发表研究 条件是他在一个月的时间内煮咖啡 做饭 每晚倒垃圾 马丁 查尔菲 MartinChalfie 2008年诺贝尔化学奖获得者 2008年度诺贝尔化学奖获得者之一 我国著名的钱氏家族的一员 美国生物化学家 1994年起 钱永健开始研究GFP 改进GFP的发光强度 发光颜色 发明变种 多种不同颜色 发明更多应用方法 阐明发光原理 世界上应用的FP 多半是他发明的变种 他的专利有很多人用 有公司销售 钱永健 2008年诺贝尔化学奖获得者 我总是被色彩所吸引 钱永健说 正是色彩 让他的工作更有趣 当工作进展得不顺利时 因为色彩 我可以把工作继续进行下去 如果我天生是色盲 估计我不会取得今天的成就了 钱永健 经钱永健改造后的各色荧光蛋白 目录 绿色荧光蛋白简介 GFP应用前景 最新进展 绿色荧光蛋白 GFP GFP由238个氨基酸组成 分子量为26 9kDa 最初是从维多利亚多管发光水母中分离出来的 在蓝光照射下会发出绿色荧光 来源于水母的野生型GFP在395nm和475nm分别有主要和次要的激发峰 它的发射峰在509nm 处于可见光谱的绿色区域 图1 来源于海肾的GFP只在498nm有单个激发峰 绿色荧光蛋白 GFP GFP是典型的 桶形结构 包含 折叠和 螺旋 将荧光基团包含在其中 图2 严密的桶形结构保护着荧光基团 防止它被周围环境淬灭 GFP表达后折叠环化 在氧存在下 内部面向桶形的侧链诱导Ser65 Tyr66 Gly67三肽环化 导致荧光基团形成 绿色荧光蛋白 GFP 其蛋白性质极其稳定 易耐受高温处理 甲醛固定和石蜡包埋不影响其荧光性质 并且无光漂白现象 如用酸 碱或盐酸胍处理 一旦恢复中性环境 或去除变性剂 荧光就可恢复并具有和原来一致的发射光谱 绿色荧光蛋白 GFP 绿色荧光蛋白的优势 1 不需加任何底物 荧光性质稳定 2 相对分子质量小 对细胞无毒性 3 作为荧光靶使用方便 可直接用于活体测定 绿色荧光蛋白的应用前景 骨架和细胞分裂 动力学和泡囊运输 发育生物学 生物技术中的应用研究 肿瘤发病机制的应用 在信号转导中的应用 光伏发电 神经生物学 绿色荧光蛋白的应用前景 将绿黄红荧光蛋白质植入鱼的DNA分子结构中 绿色荧光蛋白的应用前景 1 分子标记将GFP作为蛋白质标签 proteintagging 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 利用GFP的这一特性已经加深了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 除用于特定蛋白的标记定位外 GFP亦大量用于各种细胞器的标记如细胞骨架 质膜 细胞核等等 GFP标记的微管 绿色荧光蛋白的应用前景 2 药物筛选荧光探针的概念 利用信号传导中信号分子的迁移功能 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 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 筛选原理 受体常常被用作药物筛选的目标 若某一药物具有与信号分子类似的功能 那么该药物即具有潜在的医药价值 利用GFP荧光探针 将很容易从数量众多的化合物中判断出哪些化合物具有与信号分子相似的能引起配体一受体复合物迁移并介导生理反应的功能 且这一筛选过程简单方便 所需成本也很低 由于GFP在细胞内的穿透性强及独特的发光机制 因而在药物筛选中具有相当大的应用潜力 绿色荧光蛋白的应用前景 3 对于肿瘤的机制阐明及治疗的应用绿色荧光蛋白有助于人们肿瘤的深入了解 以肿瘤细胞浸润性举例 浸润性指肿瘤细胞粘连 酶降解 移动和基质内增殖等一系列表现 其根本原因在于肿瘤细胞内某些基因表达异常 利用GFP的示踪特性 将目的基因标记为绿色 即可定量分析目的基因的表达水平 研究肿瘤细胞内某些基因异常表达与肿瘤细胞浸润的关系 即可揭示肿瘤细胞浸润的某些机制 C Users Administrator Desktop 分子细胞 机制 mp4 C Users Administrator Desktop 分子细胞 TED mp4 绿色荧光蛋白的应用前景 肿瘤切除手术的现状 凭借医生经验 难以根除 容易残留 容易转移 为了能够准确的标记肿瘤 科学家们利用荧光蛋白发明了这样的一种标记分子 绿色荧光蛋白的应用前景 说明 肿瘤细胞表面比正常细胞表面具有更多的阴电荷 造成细胞表面电荷不平衡 使细胞之间粘附力下降 组织遭破坏 但是 除了肿瘤细胞表面带阴电荷外 正常血液里的细胞尤其是红血球也带有较多的表面阴电荷 绿色荧光蛋白的应用前景 其他应用包括 1 在转基因动物研究中的应用2 在融台蛋白中的应