探花 视频 荧光大讲堂第四讲
荧光卵白
Fluorescent Protein
荧光卵白（Fluorescent Proteins，FPs）是生物科学鸿沟中一项伏击的技能翻新，它们的发现和鼎新仍是编削了咱们对细胞和分子生物学的贯串花式。这些发光的生物分子不仅具有引东说念主注盘算推算视觉成果，还在细胞成像、基因剪辑、生物传感和医学会诊等鸿沟进展着要害作用。本文将带您长远了解荧光卵白的历史、旨趣以及最新的磋议进展。
图1. 荧光卵白的结构
荧光卵白的发现
The discovery of FPs
荧光卵白的故事始于上个世纪中期，那时好意思国加利福尼亚大学圣迭戈分校的奥斯瓦尔多·帕卡里斯（Osvaldo Delgado-Pescarolo）发现了一种神奇的卵白质。这个卵白质来自于水母，被定名为绿色荧光卵白（Green Fluorescent Protein，GFP）。GFP领先的发现与后来的磋议使命引颈了荧光卵白鸿沟的探索。
GFP之是以如斯非凡，是因为当它受到紫外线或蓝光引发时，大略放出亮堂的绿色荧光，而这一荧光无需任何缓助物资。这一特色在科学磋议中具有重大后劲，因为它不错用于象征和追踪卵白质、细胞和生物分子，无需对它们进行化学惩办或添加荧光染料。
图2. 绿色荧光卵白及发光团
荧光卵白的旨趣
The Mechanism of FPs
荧光卵白之是以大略发出荧光，是因为它们包含非凡的色素分子，被称为色素基团。在GFP中，这个色素基团是由三个氨基酸构成的环状结构，称为环氧酮环。当紫外线或蓝光照耀到这个环氧酮环时，它会摄取能量并引发到一个高能级景况。然后，环氧酮环会赶紧退回到粗劣级景况，开释出荧光能量，产生可见光。
荧光卵白的另一个要害特色是它们的荧光状貌不错通过基因工程进行编削。科学家们通过修改荧光卵白的氨基酸序列，收效制造出了各式不同状貌的荧光卵白，包括蓝色、黄色、红色等。这为多色成像和多通说念分析提供了可能。
图3. 不同状貌的荧光卵白
荧光卵白的哄骗鸿沟
The Applications of FPs
1. 细胞成像
荧光卵白在细胞成像鸿沟进展着重大作用。通过将荧光卵白与感趣味的卵白质或细胞器交融，磋议东说念主员大略及时不雅察这些生物分子的位置和活动。这关于磋议细胞诀别、露出、信号传导等生物流程至关伏击。
图4. 荧光卵白用于细胞成像
2. 基因剪辑
荧光卵白在基因剪辑技能中也起到了要害作用。举例，CRISPR-Cas9技能频繁需要一种花式来象征剪辑的基因，以便追踪其成果。荧光卵白不错当作这种象征的理思选拔，因为它们大略将剪辑的细胞或生物体发光，使其易于识别和追踪。
3. 生物传感器
荧光卵白不仅不错用于象征，还不错用于构建各式生物传感器。这些传感器不错检测细胞内的生理参数，如钙离子浓度、pH值、氧气水对等。这关于磋议细胞生物学、药物筛选和疾病会诊齐具有伏击意旨。
4. 医学会诊
荧光卵白还在医学会诊鸿沟有所哄骗。举例，一些荧光象征的抗体用于检测疾病绚烂物或病原体，从而普及了会诊的准确性和敏锐性。
Sarmento， M. J.; Fernandes， F. Choosing the Right Fluorescent Probe. In Fluorescence Spectroscopy and Microscopy in Biology; Šachl， R.， Amaro， M.， Eds.; Springer International Publishing: Cham， 2022; Vol. 20， pp 3–51. https://doi.org/10.1007/4243_2022_30.