Lexikon der Chemie: grünfluoreszierendes Protein
grünfluoreszierendes Protein, Abk. GFP, ein aus der pazifischen Qualle Aequorea victoria isoliertes Protein, das unter Anregung mit längerwelligem UV-Licht intensive grüne Fluoreszenz zeigt. Die Tertiärstruktur des GFP besteht aus einem faßartig geschlossenen elfsträngigen β-Faltblatt (β-Barrell), das von einer zentralen α-Helix durchzogen wird. Der Fluorophor des GFP wird autokatalytisch aus der 3-Peptidsequenz – Ser65-Tyr66-Gly67 – der 238 Aminosäurebausteine umfassenden Peptidkette gebildet, wobei durch Cyclisierung und Oxidation ein p-Hydroxybenzyliden-imidazolinon entsteht. Die fluorophore Gruppierung unterbricht die koaxiale α-Helix und befindet sich, sehr gut abgeschirmt vom Lösungsmittel, im Zentrum des GFP. Der Qualle ermöglicht das GFP Biolumineszenz mit hoher Energieausbeute, in dem es Anregungsenergie aus der Chemilumineszenz-Reaktion des Proteins Aequorin strahlungsfrei absorbiert und mit einer etwa dem Fluorescein vergleichbaren Quantenausbeute von 0,72-0,85 abstrahlt. GFP zeigt auch bei der rekombinanten Expression in eukaryotischen oder bakteriellen Wirtszellen in Abwesenheit exogener Substrate und Cofaktoren intensive, direkt sichtbare Fluoreszenz, wodurch es als biologische Sonde zur Untersuchung der Genexpression sowie der Lokalisierung von Proteinen in lebenden Zellen verwendet werden kann. Durch Protein-Engineering wurden effizientere GFP-Mutanten entwickelt, die auch mit dem Untersuchungsprotein fusioniert direkt durch Fluoreszenzmikroskopie in vivo nachweisbar sind und damit das Methodenarsenal der Molekularbiologie innovativ bereichern.
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