Istoria proteinei verzi fluorescente

Descoperire si obstacole majore

Proteina verde fluorescenta a fost descoperita de Shimomura et al (1) ca o proteina partenera a aequorinului, faimoasa proteina chemoiluminiscenta din medusa Aequorea. Intr-o nota de subsol in lucrarea lor despre purificarea aequorinului, ei au spus ca “o proteina ce secreta o substanta usor verzuie in lumina soareluipana la galben sub lumina beculu de wolfram, si aratand o lumina stralucitoare verde fluorescenta in razele ultraviolete ale Mineralitei, care deasemenea a fost izolata din squeezates.” Aceasta descriare a aparentei solutiei de GFP este inca valida. Acelasi grup a publicat imediat emisia spectrului GFP care era in jur de 508 nm.

De asemenea au observat ca tesutul viu de Aequorea bioiluminatoare are lungimea de unda de aproximativ aceeasi valoare, in timp ce chemoiluminarea aequorinei pure era albastra si avea aproximativ 470 nm, care era aproximativ cu una din valorile maxime ale GFP. Astfel GFPul converta emisiile albastre ale aquelinei in stralucirea verde a celulelor intacte si animalelor. Morin si Hastings au gasit aceeasi schimbare a culorii in coelenteratele inrudite Obelia si Renilla si au fost primi care au sugerat transferal energiei neiradiate ca mechanism pentru excitarea colenteratei GFP in vivo. Morise et al (4) a purificat si cristalizat GFPul, i-a masurat spctrul de absorbtie si productia cuantica fluorescenta, si a aratat ca aequorinul poate sa-si transfere efficient energia iluminanta catre GFP cand cele doua erau puse pe un support cationic. Prendergast si Mann au obtinut prima estimare clara a greutati monomerului molecular. Shimomura a proteolizat GFPul denaturalizat, a analizat peptina ce pastra o absorbtie vizibila, si a propus ca, chromoforul este un 4-(p-hidroxibenziliden)imidazolin5-one atasat catenei principale ale peptidei in prima si a doua pozitie a inelului.

GFPurile Aequorea si Renilla au fost ulterior prezentate ca avand aceelasi chromophor si sensibilitate a Phului, tendinta de agregare si renaturare a GFPului Aequorea ce au fost caracterizate. Insa descoperiri vitale vin oadata cu clonarea genei de catre Prasher et al (10) si demonstratiile de catre Chalfie et al (11) si Inouye si Tsuji(12) cum ca expresia genei in alte organisme creaza fourescenta. Astfel gena contine toate informatiile necesare pentru sinteza posttranslationala a chromophorului, si ca o enzima specifica meduzei nu este necesara.

Aparitia. Relatia intre bioiluminiscenta si compararea cu alte proteine fluorescente

Proteinele verzi fluorescente sunt intr-o multime de coelenterate,atat hidrozoe cum ar fi Aequorea, Obelia, si Phialidium, si anthozoe cum ar fi Renilla. In acest conspect, GFP se refera la proteina Aequorea mai putin in locurile unde alte nume sunt specificate. Acestei GFP-uri par sa fie partenere cu proteinele chemoiluminatoare si pentru a controla culoarea emisiilor in vivo. In ciuda speculatiilor interesante, ramane neclar de ce aceste coelenterate stralucesc, de ce emisiile verzi ar trepui sa fie superioare din punct de vedere ecologic fata de emitatorii primary de albastru si de ce animalele sintetizeaza separate GFP in loc sa schimbe proteinele chemoiluminatoare ca sa-I modifice lungimile de unda.

In afara de GFP-ul Aequorea, doar GFP-ul Renilla a fost caracterizat biochimic. In ciuda aparentei identitati ale centrului cromofor in Renilla si Aequorea, Renilla are un coeficent de extintie mult mai mare, rezistenta la schimbari conformationale induse de pH si denaturarii, si o tendinta de dimerinizare Din pacate, genele Aequore-ei sunt singurele gene GFP care au fost clonate .Multe alte specii bioiluminatoare au deasemenea proteine schimbatoare de emisii dar pana acum toate cromoforele par sa fie factori secundari externi cum ar fi lumazine sau flavine care diminueaza atractia lor ca eticheta biotechnologica si probe. Deasemenea pycobiliproteinele si proteina peridin-clorofilica, care sunt extreme de floorescente si accesoriide pigment attractive de lungimi de unda mari in fotosinteza, folosirea factorilor secundari tetrafiroli ca pigmentii lor.