Theorie GFP
Das Green Fluorescent Protein (GFP) wurde erstmals 1962 aus der Qualle Aequorea victoria isoliert. Das GFP-Protein weist eine grüne Fluoreszenz auf (siehe Abbildung 1), sobald die dreidimensionale Konformation durch UV-Strahlung zur Resonanz angeregt wird.
Abbildung 1: Grün Fluoreszierende Aequorea victoria
Eigenschaften von GFP
GFP weist aufgrund der dreidimensionalen Struktur (siehe Abbildung 2) eine hohe Stabilität auf. Es bleibt über einen pH-Bereich von pH 5-12 stabil und denaturiert bei Temperaturen über 65°C. Da für die Expression und die Ausbildung der Fluoreszenz keine Kofaktoren benötigt werden, handelt es sich um einen idealen Reporter in der Molekularbiologie. [1]
Struktur von GFP
GFP besitzt eine Zylinder-Struktur (siehe Abbildung 2) bestehend aus α-Helix und β-Faltblättern. In der Mitte des Zylinders befindet sich die Chromophor-Gruppe, welche für die Fluoreszenzaktivität benötigt wird. In seiner Primärstruktur besteht GFP aus 238 Aminosäuren und einem Molekulargewicht von 27 kDa. [1]
Abbildung 2: Struktur von GFP
Anwendung von GFP in der Forschung
Das Interesse an GFP nahm durch dessen Klonierung und Expression deutlich zu. Im Jahr 2008 wurde der Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung und Weiterentwicklung des grün fluoreszierenden Proteins verliehen. Heutzutage handelt es sich beim GFP um ein wichtiges Instrument der Molekularbiologie zur Indikation und Lokalisation von Proteinen in Zellen.
Das GFP wird dazu gentechnisch an andere Proteine angefügt, exprimiert und anschliessend durch grüne Fluoreszenz sichtbar gemacht. Die GFP-markierten Proteine, Organellen oder Zellen können, da sie durch GFP nicht verändert werden, in lebenden Organismen untersucht werden. So wird GFP beispielsweise als Reporter in der humanen Gentherapie oder der biologischen Schädlingsbekämpfung eingesetzt. [1]