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緑色 みどりいろ 蛍光 けいこう タンパク質 たんぱくしつ (りょくしょくけいこうタンパクしつ、英 えい : green fluorescent protein 、GFP)はオワンクラゲ がもつ分子 ぶんし 量 りょう 約 やく 27 kDa の蛍光 けいこう 性 せい をもつタンパク質 たんぱくしつ である。1960年代 ねんだい に下村 しもむら 脩 おさむ によってイクオリン とともに発見 はっけん ・分離 ぶんり 精製 せいせい された[1] 。下村 しもむら はこの発見 はっけん で2008年 ねん にノーベル化学 かがく 賞 しょう を受賞 じゅしょう した[2] 。
緑色 みどりいろ 蛍光 けいこう タンパク質 たんぱくしつ の構造 こうぞう (結晶 けっしょう のリボン・ダイアグラム)
耳 みみ をGFPたんぱくで標識 ひょうしき されたマウス
緑色 みどりいろ 蛍光 けいこう タンパク質 たんぱくしつ 遺伝子 いでんし を組 く み込 こ んだ大腸菌 だいちょうきん
オワンクラゲの生体 せいたい 内 ない ではイクオリン と複 ふく 合体 がったい を形成 けいせい している。イクオリンは、単体 たんたい では細胞 さいぼう 内 ない カルシウム を感知 かんち して最大 さいだい 蛍光 けいこう 波長 はちょう 460 nm の青色 あおいろ 発光 はっこう (バイオルミネセンス )であるが、オワンクラゲの発色 はっしょく 細胞 さいぼう 内 ない では、GFPがイクオリンから励起 れいき エネルギーを受 う け、最大 さいだい 蛍光 けいこう 波長 はちょう 508 nmの緑色 みどりいろ の蛍光 けいこう を発 はっ する(フェルスター型 がた エネルギー転移 てんい )。GFPの緑色 みどりいろ 蛍光 けいこう の発色 はっしょく に関 かん しては、下村 しもむら の一連 いちれん の研究 けんきゅう により提唱 ていしょう された発色 はっしょく 団 だん の分子 ぶんし 構造 こうぞう モデルをもとに、10数 すう 年 ねん を経 へ て1990年代 ねんだい になって発色 はっしょく 団 だん の分子 ぶんし 構造 こうぞう が確認 かくにん された。GFP分子 ぶんし 内 ない での発色 はっしょく 団 だん の形成 けいせい には自己 じこ 脱水 だっすい 結合 けつごう のみで充分 じゅうぶん であり、酵素 こうそ など他 た 分子 ぶんし の助 たす けを必要 ひつよう としない。
GFPは励起 れいき 光 こう を当 あ てると単体 たんたい でも蛍光 けいこう 発光 はっこう (フォトルミネセンス )する。下村 しもむら によるその発見 はっけん から30余 よ 年 ねん を経 へ た1990年代 ねんだい 、ワード (Ward) ・プラッシャー (Prasher)らのグループがGFP遺伝子 いでんし の同定 どうてい ・クローニング に成功 せいこう [3] 、チャルフィー 、チエン らのグループがトランスジーン として異種 いしゅ 細胞 さいぼう へのGFP導入 どうにゅう ・発現 はつげん に成功 せいこう した(チャルフィーおよびチエンもまた、下村 しもむら と同時 どうじ にノーベル化学 かがく 賞 しょう を受賞 じゅしょう している)。GFPの発色 はっしょく は基質 きしつ を必要 ひつよう としないことや単体 たんたい で機能 きのう するなどの特徴 とくちょう から、また、発色 はっしょく 団 だん 形成 けいせい に酵素 こうそ 反応 はんのう が必要 ひつよう でないこと、異種 いしゅ 細胞 さいぼう への発現 はつげん 方法 ほうほう が確立 かくりつ したことなどから1990年代 ねんだい にレポーター遺伝子 いでんし として広 ひろ く普及 ふきゅう した。
野生 やせい 型 がた タンパク質 たんぱくしつ をもとに遺伝子 いでんし 工学 こうがく によって、蛍光 けいこう 強度 きょうど や波長 はちょう 特性 とくせい 、至 いたり 適 てき 温度 おんど 、発色 はっしょく 団 だん 形成 けいせい 速度 そくど など様々 さまざま に異 こと なる改変 かいへん 型 がた GFPが作 つく られている。GFPおよび、改変 かいへん 型 がた GFPは、細胞 さいぼう 生物 せいぶつ 学 がく ・発生 はっせい 生物 せいぶつ 学 がく ・神経 しんけい 細胞 さいぼう 生物 せいぶつ 学 がく などをはじめとして最 もっと も広 ひろ く使 つか われるレポーター遺伝子 いでんし となっている。
GFPはリアルタイム、かつ、その場 ば で(in situ :細胞 さいぼう 破壊 はかい の必要 ひつよう がない)検出 けんしゅつ でき、他 た のタンパク質 たんぱくしつ との融合 ゆうごう タンパク質 たんぱくしつ としても機能 きのう を発揮 はっき する(GFPタグ )ことから、特 とく に細胞 さいぼう 内 ない のシグナル伝達 でんたつ などに関与 かんよ するタンパク質 たんぱくしつ の細胞 さいぼう 内 ない 局在 きょくざい を明 あき らかにするツールとして、なくてはならぬものとなっている。ただし実験 じっけん 対象 たいしょう のタンパク質 たんぱくしつ の機能 きのう に影響 えいきょう を与 あた えるおそれが皆無 かいむ ではないので、結果 けっか の解釈 かいしゃく は慎重 しんちょう にすべきである(現在 げんざい これに代 か わる低 てい 分子 ぶんし の試薬 しやく も開発 かいはつ されつつある)。
^ Shimomura, O.; Johnson, F. H.; Saiga, Y. (1962). “Extraction, purification and properties of aequorin, a bioluminescent protein from the luminous hydromedusan, Aequorea”. J. Cell. Comp. Physiol. 59 : 223–239. PMID 13911999 .
^ “ニュース - 科学 かがく &宇宙 うちゅう - ノーベル化学 かがく 賞 しょう はGFP発見 はっけん 者 しゃ と開発 かいはつ 者 しゃ (記事 きじ 全文 ぜんぶん ) ”. ナショナルジオグラフィック 公式 こうしき 日本語 にほんご サイト (2008年 ねん 10月 がつ 8日 にち ). 2008年 ねん 10月 がつ 15日 にち 時点 じてん のオリジナル よりアーカイブ。2023年 ねん 5月 がつ 31日 にち 閲覧 えつらん 。
^ Prasher, D. C.; Eckenrode, V. K.; Ward, W. W.; Prendergast, F G.; Cormier, M. J. (1992). “Primary structure of the Aequorea victoria green-fluorescent protein”. Gene 111 (2): 229–233. PMID 1347277 .
アルバ (ウサギ) - 遺伝子 いでんし 組 く み換 か えによりGFPを持 も ち、緑色 みどりいろ に蛍光 けいこう するウサギ。ただし、その信憑 しんぴょう 性 せい には疑問 ぎもん が持 も たれている。