پروتئین فلورسنت سبز
زمینه > مشتقات GFP

با توجه به پتانسیل استفاده گسترده و نیازهای در حال توسعه محققان، بسیاری از جهش‌های مختلف GFP مهندسی شده‌اند. اولین پیشرفت عمده جهش تک نقطه ای (S65T) بود که در سال ۱۹۹۵ توسط راجر تسین در طبیعت گزارش شد. این جهش خصوصیات طیفی GFP را به طرز چشمگیری بهبود بخشید و در نتیجه باعث افزایش فلورسانس، قابلیت پایداری و تغییر اوج تحریک عمده به ۴۸۸ نانومتر شد، با اوج امیسیون یا تابش در ۵۰۹ نانومتر نگه داشته شده‌است ناین ویژگیهای طیفی مجموعه فیلترهای FITC که معمولاً در دسترس هستند مطابقت دارد و باعث افزایش کاربرد کاربرد توسط محقق عمومی می‌شود. A 37 راندمان تاشو درجه سانتیگراد (F64L) جهش نقطه ای به این داربست که دارای GFP پیشرفته (EGFP) است، در سال ۱۹۹۵ توسط آزمایشگاه‌های Thastrup و Falkow کشف شد. EGFP اجازه استفاده عملی از GFP در سلولهای پستانداران را داد. EGFP دارای ضریب انقراض (مشخص شده ε) 55000 M -1 cm -۱ است. شاخص عملکرد کوانتومی فلورسانس (QY) EGFP 0.60 است. روشنایی نسبی، بیان شده به عنوان ε • QY، 33000 M -1 cm -۱ است.
Superfolder GFP (sfGFP)، یک سری جهش است که به GFP اجازه می‌دهد به سرعت جمع و بالغ شود حتی وقتی با پپتیدهای ضعیف تاشو در هم آمیخته شود، در سال ۲۰۰۶ گزارش شد.
بسیاری از جهش‌های دیگر از جمله جهش‌های رنگی ایجاد شده‌است. به‌طور خاص، پروتئین فلورسنت آبی (EBFP , EBFP2، Azurite , mKalama1)، پروتئین فلورسنت آبی (ECFP , Cerulean , CyPet , mTurquoise2) و مشتقات پروتئین فلورسنت زرد (YFP، سیترین، ونوس، یپت). مشتقات BFP (به استثنای mKalama1) حاوی جایگزینی Y66H هستند. آنها یک باند جذب گسترده در ماوراio بنفش با مرکز نزدیک به ۳۸۰ نانومتر و حداکثر انتشار در ۴۴۸ نانومتر از خود نشان می‌دهند. یک جهش پروتئین فلورسنت سبز (BFPms1) که ترجیحاً روی (II) و مس (II) را متصل می‌کند ایجاد شده‌است. BFPms1 دارای چندین جهش مهم از جمله و BFP chromophore (Y66H) , Y145F برای عملکرد کوانتومی بالاتر، H148G برای ایجاد یک سوراخ در بتا بارل (ساختار بشکه بتا) و چندین جهش دیگر است که حلالیت را افزایش می‌دهد. اتصال روی (II) شدت فلورسانس را افزایش می‌دهد، در حالی که اتصال مس (II) باعث مهار فلورسانس می‌شود و حداکثر جذب را از ۳۷۹ به ۴۴۴ نانومتر تغییر می‌دهد؛ بنابراین، می‌توان از آنها به عنوان حسگر زیستی Zn استفاده کرد.
اتصال کروموفور. جهش حیاتی در مشتقات سیان جایگزینی Y66W است که باعث تشکیل کروموفور با یک جز ind ایندول و نه فنل می‌شود. چندین جهش جبرانی اضافی در بشکه اطراف برای بازگرداندن روشنایی به این کروموفور اصلاح شده به دلیل افزایش حجم زیاد گروه ایندول مورد نیاز است. در ECFP و Cerulean، نیمه ترمینال رشته هفتم دو تغییر شکل را نشان می‌دهد. این ترکیبات هر دو دارای مجموعه پیچیده‌ای از فعل و انفعالات ون در والس (Van der Waals) با کروموفور هستند. جهش Y145A و H148D در Cerulean این فعل و انفعالات را تثبیت کرده و به کروموفور اجازه می‌دهد مسطح تر، بسته‌بندی بهتری داشته باشد و در معرض خاموش شدن و پوشیده شدن (کوئنچینگ) تصادفی نباشد.
جهش زایی تصادفی نقطه ای (Site directed mutagenesis) در ترکیب با غربالگری مبتنی بر طول عمر فلورسانس باعث تثبیت بیشتر رشته هفتم β و در نتیجه یک نوع روشن، mTurquoise2، با شاخص عملکرد کوانتومی (QY) 0.93 شده‌است. طول موج منتقل شده قرمز از مشتقات YFP توسط جهش T203Y انجام می‌شود و به دلیل فعل و انفعالات انباشته شدن n- الکترون بین واحد تیروزین جایگزین شده و کروموفور است. این دو کلاس از انواع طیفی اغلب برای آزمایش انتقال انرژی رزونانس Förster (FRET) استفاده می‌شوند. گزارشگران FRET با رمزگذاری ژنتیکی حساس به مولکول‌های سیگنالینگ سلول مانند کلسیم یا گلوتامات، حالت فسفوریلاسیون پروتئین، تکمیل پروتئین، دیمریزاسیون گیرنده و سایر فرایندها، بازده‌های نوری بسیار ویژه ای از فعالیت سلول را در زمان واقعی ارائه می‌دهند.
جهش زایی نیمه سلولی تعدادی از واحدهای اسید آمینه منجر به جهش‌های حساس به pH می‌باشد و به عنوان pHluorin فلورین، و بعداً ابر PHluorinها شد. با بهره‌برداری از تغییر سریع PH بر همجوشی وزیکول سیناپسی، از pH فلورهای برچسب خورده در synaptobrevin برای تجسم فعالیت سیناپسی در سلول‌های عصبی استفاده شده‌است.
GFP حساس به ردوکس (اکسیداسیون و احیا) (roGFP) با داشتن سیستئین در ساختار بشکه بتا مهندسی شد. حالت ردوکس سیستین خاصیت فلورسنت roGFP را تعیین می‌کند.