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Proteína fluorescente verde (GFP) como um deslocador de comprimento de onda

1990
  • Osamu Shimomura
  • Martin Chalfie
  • Roger Y. Tsien
Experimento de laboratório com a Proteína Fluorescente Verde em pesquisa bioquímica.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Em alguns organismos, como as medusas Aequorea victoriaA reação bioluminescente inicial produz luz azul. Essa energia é então transferida para uma proteína secundária, a Proteína Fluorescente Verde (GFP), por meio da transferência de energia por ressonância de Förster (FRET). A GFP absorve a luz azul e a reemite como luz verde, alterando efetivamente a cor da luminescência.

A descoberta e a aplicação da GFP revolucionaram a biologia celular. Osamu Shimomura isolou a GFP pela primeira vez da *Aequorea victoria* na década de 1960, enquanto estudava a fotoproteína bioluminescente aequorina. A aequorina emite luz azul ao se ligar a íons Ca²⁺. Shimomura observou que a água-viva brilhava em verde, e não em azul, o que o levou a descobrir a transferência de energia para a GFP. A principal característica da GFP é o seu cromóforo, formado autocataliticamente a partir de uma sequência Ser-Tyr-Gly dentro da estrutura primária da proteína. Esse cromóforo é protegido dentro de uma estrutura em barril beta, que o protege do ambiente e permite sua fluorescência brilhante.

Martin Chalfie demonstrou posteriormente que o gene da GFP poderia ser expresso em outros organismos (*E. coli* e *C. elegans*), onde funcionaria como um marcador fluorescente sem a necessidade de cofatores específicos da espécie. O trabalho de Roger Tsien foi crucial para a compreensão do mecanismo de formação do cromóforo e para a engenharia de uma vasta gama de variantes da GFP (BFPs, CFPs, YFPs, RFPs) com diferentes cores, brilho aprimorado e fotoestabilidade. Esse conjunto de ferramentas permite que os pesquisadores rastreiem múltiplas proteínas ou processos simultaneamente dentro de uma única célula viva, uma técnica conhecida como imagem multicolorida. O Prêmio Nobel de Química de 2008 foi concedido a Shimomura, Chalfie e Tsien por este trabalho.

UNESCO Nomenclature: 2401
Bioquímica

Tipo

Molécula biológica

Interrupção

Incremento

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descoberta de bioluminescência em Aequorea victoria
  • compreensão da estrutura e função das proteínas
  • desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinante
  • Descoberta da transferência de energia por ressonância de Förster (FRET)

Aplicações

  • Gene repórter em biologia molecular para visualizar a expressão gênica.
  • marcar proteínas para estudar sua localização e movimento dentro das células
  • Imagem de cálcio (com variantes como gcamp)
  • triagem de alto rendimento na descoberta de fármacos
  • Criar animais de estimação transgênicos que brilham no escuro (ex: peixes fluorescentes)

Patentes:

  • US5491084A
  • US6146826A

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: GFP, proteína fluorescente verde, Aequorea victoria, fluorescência, FRET, gene repórter, marcação de proteínas, cromóforo, Osamu Shimomura, Roger Tsien.

Contexto histórico

Proteína fluorescente verde (GFP) como um deslocador de comprimento de onda

1987
1990
1990
1990
1997
2000
1983
1988
1990
1990
1997
2000
2008

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

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