GFP的发光原理

在我们选择荧光蛋白时，首要考虑的是荧光蛋白的聚合性质，即是否会影响目的蛋白的功能及定位，其次是荧光蛋白的 PK 值是否与目的蛋白所处的环境的 pH 值相匹配，然后是荧光蛋白的成熟时间以及目的蛋白的寿命，综合两者决定荧光蛋白是否合适，zui后考虑荧光蛋白的光稳定性、密码子偏好性是否合适，zui后考虑目的蛋白放的位置，荧光蛋白是否会影响目的蛋白的功能及定位。

发光原理：
GFP的第65至67位的三个氨基酸（丝氨酸-酪氨酸-甘氨酸）残基，可自发地形成一种荧光发色团。当蛋白质链折叠时，这段被深埋在蛋白质内部的氨基酸片段，得以“亲密接触"，导致经环化形成咪唑酮，并发生脱水反应。在分子氧存在的条件下，发色团可进一步发生氧化脱氢，zui终成熟，形成可发射荧光的形式。具体过程为：在 O2存在下，GFP分子内第67位甘氨酸的酰胺对第65位丝氨酸的羧基进行亲核攻击，形成第5位碳原子咪唑基；第66位酪氨酸的α2β键脱氢反应之后，导致芳香团与咪唑基结合，并zui终自发催化形成对羟基苯甲酸咪唑环酮生色。

GFP需要在氧化状态下产生荧光，强还原剂能使GFP转变为非荧光形式，但一旦重新暴露在空气或氧气中，GFP荧光便立即得到恢复。一般来说弱还原剂并不会影响GFP荧光，中度氧化剂如生物材料的固定，脱水剂戊二酸或甲醛等对GFP荧光影响也不大。

发光特性：
GFP吸收的光谱zui大峰值为395nm（紫外），并有一个峰值为470nm的副吸收峰（蓝光）；发射光谱zui大峰值为509nm（绿光），并带有峰值为540nm的侧峰（Shouder）。虽然450～490nm只是GFP的副吸收峰，但由于该激发光对细胞的伤害更小，因此通常多使用该波段光源（多为488nm）。此外，GFP的光谱特性与荧光素异硫氰酸盐（FITC）很相似，两者通常共有一套滤光片。GFP荧光极其稳定，在激发光照射下，GFP抗光漂白（Photobleaching）能力比荧光素强，特别是在450～490nm蓝光波长下更稳定。类似的，GFP融合蛋白的荧光灵敏度远比荧光素标记的荧光抗体高，抗光漂白能力强，因此更适用于定量测定与分析。由于GFP荧光的产生不需要任何外源反应底物，因此GFP作为一种广泛应用的活体报告蛋白，其作用是任何其它酶类报告蛋白的。但因为GFP不是酶，荧光信号没有酶学放大效果，因此GFP灵敏度可能低于某些酶类报告蛋白，比如萤火虫荧光素酶等