比GFP更亮的文昌鱼荧光蛋白

　　

自James Remington研究小组1996年发表了水母绿色荧光蛋白（GFP）的晶体结构后，研究人员已经设计了250多种蛋白变体。早期的修饰主要是改善荧光强度和生物物理性质，但最近开发的荧光蛋白似乎已经达到了亮度的上限。

之前，亮度的突破大多来自GFP三个关键残基（Ser65、Tyr66、Gly67）的修饰。不过，加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所（Scripps Institution of Oceanography）的副研究员Dimitri Deheyn采用不同的方法来突破亮度的上限。

Deheyn及其同事不是继续突变这3个残基，而是转向其他的海洋生物。他们发现，文昌鱼（Amphioxus）中天然表达16种不同的GFP（bfloGFP）。“这是个难得的机会，因为大多数生物只有一个，或者几个荧光蛋白，”他解释道。“我们一直在筛选各种脊椎动物，当我们看到一种文昌鱼GFP时，发现它要明亮得多。”

之后，他们比较了非常明亮的bfloGFPa1和非常暗淡的bfloGFPc1与水母eGFP的光子、生物物理和结构特性。他们发现bfloGFP与eGFP有着相似的结构、激光光谱和发射光谱，但围绕bfloGFPa1的3个残基的分子环境有一些关键的结构差异，这使得它要比eGFP亮3.5倍，比bfloGFPc1亮1000倍。

Deheyn预计，研究界不会在生物学实验中采用bfloGFPa1，而是会进行与水母GFP类似的改造，以便让其有着更加理想的参数，包括更耐受酸性pH、更耐光漂白、更快的折叠和发色团成熟、大的消光系数，以及广泛的激发和发射光谱。

实际上，Deheyn已经开始了一些对bfloGFPa1的改造尝试。他们利用QuikChange PCR方法，产生了bfloGFP的5个突变体，以便更好地了解各种GFP之间的关系。随后，他们还尝试开展光谱学和生物化学比较分析，但这些突变体不稳定，总是从溶液中沉淀。不过，Deheyn相信在不久的将来就会出现更亮的GFP。（生物通 薄荷）

原文检索：

Spectral and structural comparison between bright and dim green fluorescent proteins in Amphioxus

Scientific Reports 4, Article number: 5469 doi:10.1038/srep05469