緑色蛍光タンパク /Green Fluorescent Protein (GFP)

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緑色蛍光タンパク(Green Fluorescent Protein;GFP)は、オワンクラゲ(Aequorea victoria)から単離される蛍光タンパク質の一種。

用途・歴史

ノーベル賞学者・下村脩らによってオワンクラゲから1962年に単離・精製される。^[1]

(写真：Wikipediaより引用)

分子量は約27 kDaであり、238のアミノ酸から構成されている。三次元構造は、1996年にX線結晶構造解析法によって解析されている^[2]。冒頭図のように11のβシート単位が螺旋状に組織化し、発色団(白色部分)を包む形で円筒構造が組まれている。この筒状構造は、外部要因から発色団を守って発光効率と寿命を向上させる、バリアー的な役割も果たしているとされる。

オワンクラゲの体内では、カルシウム応答型タンパクイクオリン(aequorin)とセットで発光する。すなわち、イクオリンがまずエネルギーを吸収し、放出された青色蛍光をGFPが受け取って緑色に光る。

GFPの発光団は近紫外光(397nm)を吸収し、緑色可視光(509nm)を放出する。発色団はSer65-Tyr66-Gly67の3アミノ酸残基が環化・酸化を起こし、自発的に形成される。この環化反応は、通常は起こりにくいが、コンフォメーションが適切な配置をとっているため、GFPにおいては特別に進行しやすくなっている。

同じくノーベル賞学者のChalfie・Tsienらによって生命現象追跡ツールとしての可能性が示され、爆発的に普及した。

具体的な応用例などについては、有機って面白いよね！「2008年ノーベル化学賞」を参照。

関連文献

[1] 1] Shimomura, O. et al. J. Cell. Comp. Physiol. 1962, 59, 223. doi:10.1002/jcp.1030590302
[2] (a) Tsien, R. Y.; Prasher, D. et al. Science 1996, 273, 1392. DOI: 10.1126/science.273.5280.1392 (b) Phillips, G. N. Jr. Nat. Biotechnol. 1996, 14, 1246. doi:10.1038/nbt1096-1246
[3] Nienhaus, G. U. Angew. Chem. Int. Ed. EarlyView. doi:10.1002/anie.200804998