GFPとEGFPの違いとは？分かりやすく解説!

GFPとEGFPの主な違いは、GFP（Green Fluorescent Proteinの略）が青い光を当てると明るい緑色の蛍光を発するタンパク質であるのに対し、EGFP（Enhanced Green Fluorescence Proteinの略）はGFPよりも強い蛍光を発するということです。

さらに、GFPとEGFPのもう一つの重要な違いは、GFPはクラゲのオワンクラゲから分離された野生型タンパク質であることです。

しかし、EGFPは、もともとの野生型から人工的に変化させたものです。

GFPとEGFPは、内部発色団として機能する2種類のタンパク質です。

GFPとEGFPは内部発色団として機能する2種類のタンパク質で、発色するために付属の酵素/基質、補酵素、遺伝子産物を必要としません。

そのため、分子生物学における遺伝子発現のレポーターとして利用されています。

GFPとは
EGFPとは
GFPとEGFPの類似性
GFPとEGFPの違い

GFPとは

GFP (Green fluorescent protein) は、青色や紫外線の下で緑色に光るタンパク質です。

クラゲの一種であるオワンクラゲに自然に存在する。

GFPは238個のアミノ酸から構成されています。

GFPの大きさは26.9kDaです。

GFPは、付属分子がなくても本質的に蛍光を発するため、分子生物学において強力なツールとなります。

この蛍光は、タンパク質の連続したアミノ酸が共有結合で再配列しているためです。

タンパク質のフォールディング後、主鎖原子であるSer65、Tyr66、Gly67は、酸素の存在下で高度に共役した平面状のp-ヒドロキシベンジリデンイミダゾリノン発色団を形成している。

結晶構造解析の結果、発色団はβ-バレル構造のコアにパッキングされており、常磁性酸素、水の双極子、シス-トランス異性化による消光を防いでいることが明らかになった。

また、発色団と隣接する分子との非共有結合により、発色団の分光特性が向上する。

GFPは、遺伝子組換えにより生物に導入することができます。

また、世代を超えて維持することも可能です。

野生型GFPの大きな欠点は、37℃のような生理的温度ではフォールディング効率が低く、蛍光シグナルが減少するため、細胞イメージングにおける有効性が低下することです。

また、細胞内でのGFPの成熟速度が遅く、凝集しやすいという問題もあります。

また、2種類の発色団が存在するため、2つの励起ピークが観測される。

しかし、タンパク質工学により、野生型GFPの変異型を導入することで、ほとんどの問題が解決されている。

EGFPとは

EGFP (enhanced green fluorescence protein) は、野生型 GFP の変異体で、GFP に対してより高輝度の発光を示します。

GFPの最初の変異体の一つであり、最も重要な変異体です。

F64LとS65Tという2つの変異は、37℃でより大きなフォールディング効率を持つEGFPを生成する。

興味深いことに、EGFPは490 nmに単一の励起ピークを持つ。

これは、S65TがGlu222付近のイオン化状態を調節するため、395 nmのピークが抑制されるためです。

一方、F64Lは37℃でのフォールディング効率を向上させる。

また、EGFPのコドン配列は、哺乳類細胞での発現に最適化されていることが重要です。

Main Difference - GFP vs EGFP 図2：EGFPの発現

GFPとEGFPの類似性

GFPとEGFPは、青色光を当てると明るい緑色の蛍光を発するタンパク質です。
両者とも、酵素や基質、補酵素、遺伝子産物などの付帯物を必要とせず、内部発色団として機能することができます。
発色団と一緒に古典的なβ-バレル構造を形成し、構造の中心を通るヘリックスを含んでいます。
分子生物学における発現のレポーターとして利用されている。