Die Hauptunterschied zwischen GFP und EGFP ist, dass die GFP (steht für Green Fluorescent Protein) ist ein Protein, das bei Belichtung mit blauem Licht eine hellgrüne Fluoreszenz zeigt, während das EGFP (steht für Enhanced Green Fluorescence Protein) eine stärkere Fluoreszenz zeigt als GFP. Darüber hinaus besteht ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen GFP und EGFP darin, dass das GFP ein Wildtyp-Protein ist, das aus der Qualle Aequorea victoria isoliert wurde. Aber EGFP ist eine konstruierte Variante des ursprünglichen Wildtyps.

GFP und EGFP sind zwei Arten von Proteinen, die als interne Chromophore dienen. Sie benötigen keine akzessorischen Enzyme/Substrate, Cofaktor oder Genprodukte, um ihre Farbe zu zeigen. Daher werden beide als Reporter der Genexpression in der Molekularbiologie verwendet.

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Was ist GFP

GFP (grün fluoreszierendes Protein) ist ein Protein, das unter blauem oder UV-Licht grün leuchtet. Es kommt natürlich in der Qualle Aequorea Victoria vor. GFP besteht aus 238 Aminosäuren. Die Größe von GFP beträgt 26,9 kDa. GFP ist aufgrund seiner intrinsischen Fluoreszenz ohne Hilfsmoleküle ein leistungsstarkes Werkzeug in der Molekularbiologie. Die Fluoreszenz ist auf die kovalente Umlagerung benachbarter Aminosäuren des Proteins zurückzuführen. Nach der Faltung des Proteins bilden die Hauptkettenatome Ser65, Tyr66 und Gly67 in Gegenwart von O. den hochkonjugierten, planaren p-Hydroxybenzylidenimidazolinon-Chromophor₂. Die Kristallstrukturstudien zeigen, dass die Packung des Chromophors innerhalb des Kerns der β-Fassstruktur des Moleküls ihn vor dem Quenching durch paramagnetischen Sauerstoff, Wasserdipole oder cis-trans-Isomerisierung schützt. Darüber hinaus verbessern die nicht-kovalenten Wechselwirkungen des Chromophors mit den Nachbarmolekülen seine spektralen Eigenschaften.

Abbildung 1: Farbbanddarstellung von GFP und Fluorophor

GFP kann während der transgenen Modifikationen in einen Organismus eingeführt werden. Es kann auch über Generationen hinweg gepflegt werden. Der Hauptnachteil des Wildtyp-GFP ist die verringerte Wirksamkeit des Proteins bei der Zellbildgebung, die durch die geringe Effizienz der Faltung bei physiologischen Temperaturen wie 37 °C verursacht wird, wodurch das Fluoreszenzsignal abfällt. Außerdem ist die Reifungsrate von GFP in der Wirtszelle langsam, während es zur Aggregation neigt. Aufgrund der Anwesenheit von zwei verschiedenen Formen des Chromophors können zwei Anregungspeaks beobachtet werden. Protein-Engineering hat jedoch die meisten Probleme gelöst, indem Variantenformen des Wildtyp-GFP eingeführt wurden.

Was ist EGFP

EGFP (Enhanced Green Fluorescence Protein) ist eine Variante des Wildtyp-GFP mit einer höheren Emission in Bezug auf GFP. Es ist eine der ersten und wichtigsten GFP-Varianten. Die beiden Mutationen F64L und S65T erzeugen EGFP mit einer höheren Faltungseffizienz bei 37 °C. Interessanterweise hat EGFP einen einzelnen Anregungspeak bei ~490 nm aufgrund der Unterdrückung des 395 nm-Peaks durch S65T, da es den ionisierten Zustand von Glu222 in der Nähe moduliert. Andererseits erhöht F64L die Falteffizienz bei 37 °C. Wichtig ist, dass die Codonsequenz von EGFP für die Expression in Säugerzellen optimiert ist.

Abbildung 2: EGFP-Ausdruck

Ähnlichkeiten zwischen GFP und EGFP

Unterschied zwischen GFP und EGFP

Definition

GFP: Ein Wildtyp-Protein, das unter blauem oder UV-Licht grün fluoresziert und natürlich in der Qualle Aequorea Victoria vorkommt

EGFP: Eine Variante des Wildtyp-GFP mit stärkerer Emission in Bezug auf GFP

Steht für

GFP: Grünes Fluoreszenzprotein

EGFP: Verstärktes grünes Fluoreszenzprotein

Herkunft

GFP: Wildtyp

EGFP: Mutant

64^NS Aminosäure

GFP: Phenylalanin

EGFP: Leucin

65^NS Aminosäure

GFP: Serin

EGFP: Threonin

Helligkeit der Farbe

GFP: Hellgrün

EGFP: Helleres Grün

Erregungsspitzen

GFP: Zwei Peaks (395 nm und 490 nm)

EGFP: Einzelpeak (490 nm)

Falteffizienz bei 37 °C

GFP: Niedrig

EGFP: Hoch

Abschluss

GFP ist das Wildtyp-Protein, das eine hellgrüne Fluoreszenz zeigt, wenn es blauem oder UV-Licht ausgesetzt wird. EGFP ist eine Variante von GFP, die im Vergleich zu GFP eine stärkere Fluoreszenz aufweist. Somit besteht der Hauptunterschied zwischen GFP und EGFP in der Intensität der grünen Fluoreszenz, die jedes Protein emittiert.

Referenz:

1. Arpino, James A.J., et al. „Die Kristallstruktur des verstärkten grün fluoreszierenden Proteins mit einer Auflösung von 1,35 Å zeigt alternative Konformationen für Glu222.“ PLOS Medicine, Public Library of Science, journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0047132.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Gfp und Fluorophor“ Von Raymond Keller (Raymond Keller (Vortrag)), unter der Schirmherrschaft von Crystal Protein. – Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia 2. „Fgams ppat egfp puncta“ Von Zhao A, Tsechansky M, Swaminathan J, Cook L, Ellington AD, et al. (2013) Transient transfizierte Purin-Biosyntheseenzyme bilden Stresskörper. PLoS ONE 8(2): e56203. doi:10.1371/journal.pone.0056203 (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia