什么是绿色荧光蛋白(Green Fluorescent Protein)？

绿色荧光蛋白（GFP）是一种存在于北太平洋的水母中的蛋白质，荧光是某些物质从电磁辐射（如光）中吸收能量，并以不同的（通常更长的时间）发射能量的现象，波长。绿色荧光蛋白所产生的绿光是因为它吸收了相对高能的蓝光和紫外线，并以绿光的形式发射出来，绿光波长较长，能量较低；因此，当暴露在不可见的紫外线下时，它会发出绿光。生物学家特别感兴趣的是绿色荧光蛋白，与大多数其他荧光蛋白不同，它本身发出荧光，而不需要与其他分子发生任何相互作用。由于它是一种完全由氨基酸组成的蛋白质，这意味着生物体可以通过基因工程产生它，在生物学的各个领域有着广泛的应用。GloFish已经被基因工程改造成发光的绿色。许多海洋生物都会发出生物发光。在维多利亚的例子中，一种叫做aeqourin的化学发光物质在与钙离子结合时会发出蓝光这些光被绿色荧光蛋白吸收，产生绿色荧光。其他一些海洋生物也被发现含有这些物质，但不清楚它们为什么进化成产生这种光或将颜色从蓝色变为绿色。一个建议是，根据实验证据，发光的绿色荧光蛋白可以释放电子，它可以作为光激活的电子供体，绿色荧光蛋白必须与水分子分离，否则绿光就会消散，绿色荧光蛋白具有复杂的结构荧光部分被称为荧光发色团，由三种氨基酸组成，酪氨酸、甘氨酸和丝氨酸或苏氨酸，呈环状连接。这种结构包含在圆柱形结构中，保护发色团不与其他分子接触，这一特性对荧光至关重要，由于与水分子接触会消散产生绿光的能量。绿色荧光蛋白在遗传学、发育生物学、微生物学和神经学等领域被证明是非常有用的。它可以用来标记生物体内的特定蛋白质，以便查看它们在何处和何时表达；绿色荧光蛋白是这种生物的DNA编码所需的蛋白质，也可以被设计成合成绿色荧光蛋白，这样就可以用紫外线追踪活细胞内的蛋白质。病毒也可以用这种方法标记，从而可以监测活生物体内的感染情况。绿色荧光蛋白也可以修饰成荧光蛋白其他几种颜色，开辟了新的可能性。其中之一就是用神经元表达的不同荧光蛋白组合创造转基因小鼠，这使得大脑中的神经通路可以被详细研究。其他的应用已经在生物学之外被发现。一个有争议的进展是荧光宠物的工程化。产生绿色荧光蛋白的基因工程动物已经被创造出来，包括鱼、老鼠、猪和兔子。