Was ist der Ursprung des Cyan-Fluoreszenzproteins CFP?

Herkunft von CFP (Cyan Fluorescent Protein)

CFP oder Cyan Fluorescent Protein ist ein synthetisches Derivat des grün fluoreszierenden Proteins (GFP), das ursprünglich in der Qualle Aequorea victoria entdeckt wurde. GFP und seine Derivate, einschließlich CFP, sind zu unverzichtbaren Werkzeugen in der Molekularbiologie, Zellbiologie und Biochemie geworden, um die Proteindynamik in lebenden Zellen abzubilden und zu verfolgen.

Die Entdeckung von GFP geht auf die frühen 1960er Jahre zurück, als Osamu Shimomura es aus der Qualle Aequorea victoria isolierte. Shimomuras Arbeit konzentrierte sich zunächst auf Aequorin, ein biolumineszierendes Protein, doch im Laufe seiner Forschungen entdeckte er auch GFP, das unter ultraviolettem Licht hellgrün fluoreszierte.

CFP wurde durch Mutation von GFP entwickelt, um sein Emissionsspektrum zu verschieben. Durch die Veränderung bestimmter Aminosäuren in GFP konnten Forscher eine Variante erzeugen, die Cyan statt Grün fluoreszierte. Bei dieser Mutation wurde unter anderem der Tyrosinrest an Position 66 in Tryptophan (Y66W) geändert, wodurch die Spitzenemission von 509 nm (Grün) auf etwa 477 nm (Cyan) verschoben wurde.

Seit seiner Entwicklung wird CFP in Verbindung mit anderen fluoreszierenden Proteinen wie YFP (Yellow Fluorescent Protein) und RFP (Red Fluorescent Protein) in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Dazu gehören FRET-Experimente (Förster Resonance Energy Transfer), bei denen CFP als Donormolekül fungieren kann, sowie die mehrfarbige Markierung von Zellen und Geweben, um Proteininteraktionen und -dynamiken in lebenden Zellen zu untersuchen.

CFP und seine Derivate haben das Feld der Lebendzellbildgebung revolutioniert und ermöglichen es Wissenschaftlern, das Verhalten von Proteinen, Nukleinsäuren und anderen Zellkomponenten in Echtzeit zu visualisieren und zu untersuchen, was Einblicke in zelluläre Prozesse und Mechanismen liefert.