Διαφορά μεταξύ GFP και EGFP

Η κύρια διαφορά μεταξύ GFP και EGFP είναι ότι η GFP (σημαίνει Πράσινη Φθορίζουσα Πρωτεΐνη) είναι μια πρωτεΐνη που παρουσιάζει λαμπερό πράσινο φθορισμό όταν εκτίθεται σε μπλε φως, ενώ η EGFP (σημαίνει Enhanced Green Fluorescence Protein) εμφανίζει ισχυρότερο φθορισμό από την GFP. Επιπλέον, μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ GFP και EGFP είναι ότι η GFP είναι μια άγριου τύπου πρωτεΐνη που απομονώνεται από τις μέδουσες, Aequorea victoria . Ωστόσο, το EGFP είναι μια κατασκευασμένη παραλλαγή του αρχικού άγριου τύπου.

Η GFP και η EGFP είναι δύο τύποι πρωτεϊνών που χρησιμεύουν ως εσωτερικά χρωμοφόρα. Δεν απαιτούν βοηθητικά ένζυμα/υποστρώματα, συμπαράγοντες ή γονιδιακά προϊόντα για να εμφανίσουν το χρώμα τους. Επομένως, και τα δύο χρησιμοποιούνται ως αναφορά της γονιδιακής έκφρασης στη μοριακή βιολογία.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το GFP
     – Ορισμός, Δομή, Σημασία
2. Τι είναι το EGFP
     – Ορισμός, δομή, σημασία
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ GFP και EGFP
     – Περίγραμμα κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ GFP και EGFP
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι

Χρωματοφόρο, EGFP, GFP, Πράσινος φθορισμός, Πρωτεΐνη άγριου τύπου

Τι είναι το GFP

Η GFP (πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη) είναι μια πρωτεΐνη που λάμπει πράσινη κάτω από το μπλε ή το υπεριώδες φως. Εμφανίζεται φυσικά στις μέδουσες, Aequorea Victoria . Το GFP αποτελείται από 238 αμινοξέα. Το μέγεθος του GFP είναι 26,9 kDa. Το GFP είναι ένα ισχυρό εργαλείο στη μοριακή βιολογία λόγω του εγγενούς φθορισμού του χωρίς κανένα βοηθητικό μόριο. Ο φθορισμός οφείλεται στην ομοιοπολική αναδιάταξη των συνεχόμενων αμινοξέων της πρωτεΐνης. Μετά την αναδίπλωση της πρωτεΐνης, τα άτομα της κύριας αλυσίδας, Ser65, Tyr66 και Gly67 σχηματίζουν το υψηλά συζευγμένο, επίπεδο p -χρωμοφόρο υδροξυβενζυλιδενοϊμιδαζολινόνη παρουσία O₂ . Οι μελέτες κρυσταλλικής δομής αποκαλύπτουν ότι η συσσώρευση του χρωμοφόρου εντός του πυρήνα της δομής β-βαρελιού του μορίου το προστατεύει από την απόσβεση μέσω παραμαγνητικού οξυγόνου, διπόλων νερού ή ισομερισμού cis-trans. Επιπλέον, οι μη ομοιοπολικές αλληλεπιδράσεις του χρωμοφόρου με τα γειτονικά μόρια ενισχύουν τις φασματικές του ιδιότητες.

Εικόνα 1:Αναπαράσταση κορδέλας GFP και φθοροφόρου

Το GFP μπορεί να εισαχθεί σε έναν οργανισμό κατά τη διάρκεια των διαγονιδιακών τροποποιήσεων. Μπορεί επίσης να διατηρηθεί από γενιά σε γενιά. Το κύριο μειονέκτημα του άγριου τύπου GFP είναι η μειωμένη αποτελεσματικότητα της πρωτεΐνης στην κυτταρική απεικόνιση που προκαλείται από την αναδίπλωση χαμηλής απόδοσης σε φυσιολογικές θερμοκρασίες όπως 37 °C, ρίχνοντας το φθορίζον σήμα. Επίσης, ο ρυθμός ωρίμανσης του GFP μέσα στο κύτταρο ξενιστή είναι αργός ενώ τείνει να συσσωρεύεται. Μπορούν να παρατηρηθούν δύο κορυφές διέγερσης λόγω της παρουσίας δύο διαφορετικών μορφών του χρωμοφόρου. Ωστόσο, η μηχανική πρωτεϊνών έχει λύσει τα περισσότερα από τα προβλήματα με την εισαγωγή παραλλαγών μορφών του άγριου τύπου GFP.

Τι είναι το EGFP

Η EGFP (ενισχυμένη πράσινη πρωτεΐνη φθορισμού) είναι μια παραλλαγή του GFP άγριου τύπου με εκπομπή υψηλότερης έντασης σε σχέση με το GFP. Είναι μια από τις πρώτες και πιο σημαντικές παραλλαγές GFP. Οι δύο μεταλλάξεις, F64L και S65T, δημιουργούν EGFP με μεγαλύτερη απόδοση αναδίπλωσης στους 37 °C. Είναι ενδιαφέρον ότι το EGFP έχει μια μοναδική κορυφή διέγερσης στα ~490 nm λόγω της καταστολής της κορυφής των 395 nm από το S65T, καθώς ρυθμίζει την ιονισμένη κατάσταση του Glu222 κοντά. Από την άλλη πλευρά, το F64L αυξάνει την απόδοση αναδίπλωσης στους 37 °C. Είναι σημαντικό ότι η αλληλουχία κωδικονίων του EGFP έχει βελτιστοποιηθεί για την έκφραση στα κύτταρα των θηλαστικών.

Εικόνα 2:Έκφραση EGFP

Similarities Between GFP and EGFP

• Το GFP και το EGFP είναι πρωτεΐνες που παρουσιάζουν λαμπερό πράσινο φθορισμό όταν εκτίθενται στο μπλε φως.
• Και τα δύο μπορούν να χρησιμεύσουν ως εσωτερικό χρωμοφόρο χωρίς βοηθητικά ένζυμα/υποστρώματα, συμπαράγοντες ή γονιδιακά προϊόντα που να παρουσιάζουν το χρώμα τους.
• Σχηματίζουν μια κλασική πτυχή β-βαρελιού με το χρωμοφόρο, που περιέχει έλικα που διατρέχει τον πυρήνα της δομής.
• Χρησιμοποιούνται ως αναφορά έκφρασης στη μοριακή βιολογία.

Διαφορά μεταξύ GFP και EGFP

Ορισμός

GFP: Μια πρωτεΐνη άγριου τύπου που παρουσιάζει πράσινο φθορισμό κάτω από μπλε ή υπεριώδη ακτινοβολία και εμφανίζεται φυσικά στις μέδουσες, Aequorea Victoria

EGFP: Μια παραλλαγή του GFP άγριου τύπου με εκπομπή υψηλότερης έντασης σε σχέση με το GFP

Σημαίνει για

GFP: Πράσινη πρωτεΐνη φθορισμού

EGFP: Ενισχυμένη πράσινη πρωτεΐνη φθορισμού

Προέλευση

GFP: Άγριος τύπος

EGFP: Μεταλλαγμένο

64 αμινοξύ

GFP: Φαινυλαλανίνη

EGFP: Λευκίνη

65 αμινοξύ

GFP: Σερίνη

EGFP: Θρεονίνη

Φωτεινότητα του χρώματος

GFP: Φωτεινό πράσινο

EGFP: Πιο λαμπερό πράσινο

Αιχμές διέγερσης

GFP: Δύο κορυφές (395 nm και 490 nm)

EGFP: Ενιαία κορυφή (490 nm)

Απόδοση αναδίπλωσης στους 37 °C

GFP: Χαμηλή

EGFP: Υψηλή

Συμπέρασμα

Η GFP είναι η πρωτεΐνη άγριου τύπου που εμφανίζει έντονο πράσινο φθορισμό όταν εκτίθεται σε μπλε ή υπεριώδη ακτινοβολία. Το EGFP είναι μια παραλλαγή του GFP που εμφανίζει υψηλότερης έντασης φθορισμό σε σύγκριση με το GFP. Έτσι, η κύρια διαφορά μεταξύ GFP και EGFP είναι η ένταση του πράσινου φθορισμού που εκπέμπει κάθε πρωτεΐνη.

Αναφορά:

1. Arpino, James A. J., et al. "Η κρυσταλλική δομή της ενισχυμένης πράσινης φθορίζουσας πρωτεΐνης σε ανάλυση 1,35 Å αποκαλύπτει εναλλακτικές διαμορφώσεις για το Glu222." PLOS Medicine , Δημόσια Βιβλιοθήκη Επιστημών, journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0047132.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. “Gfp and fluorophore” Από τον Raymond Keller (Raymond Keller (συζήτηση)), υπό την αιγίδα της Crystal Protein. – Δική σας εργασία (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia 
2. «Fgams ppat egfp puncta» Από Zhao A, Tsechansky M, Swaminathan J, Cook L, Ellington AD, et al. (2013) Transiently Transfected Purine Biosynthetic Enzymes Form Stress Bodies. PLoS ONE 8(2):e56203. doi:10.1371/journal.pone.0056203 (CC BY 3.0) μέσω Commons Wikimedia