綠色螢光蛋白(green fluorescent protein)，簡稱GFP，這種蛋白質最早是由下村脩等人在1962年在一種學名Aequorea victoria的水母中發現。其基因所產生的蛋白質，在藍色波長范圍的光線激發下，會發出綠色螢光。這個發光的過程中還需要冷光蛋白質Aequorin的幫助，且這個冷光蛋白質與鈣離子(Ca+2)可產生交互作用。
由水母Aequorea victoria中發現的野生型綠色螢光蛋白，395nm和475nm分別是最大和次大的激發波長，它的發射波長的峰點是在509nm，在可見光綠光的范圍下是較弱的位置。由海腎(sea pansy)所得的綠色螢光蛋白，僅有在498nm有一個較高的激發峰點。
在細胞生物學與分子生物學領域中，綠色螢光蛋白基因常被用作為一個報導基因(reporter gene)。一些經修飾過的型式可作為生物探針，綠色螢光蛋白基因也可以克隆到脊椎動物(例如:兔子上進行表現，并拿來映證某種假設的實驗方法。
GFP的性質
GFP熒光極其穩定,在激發光照射下,GFP抗光漂白(Photobleaching)能力比熒光素(fluorescein)強，特別在450～490nm藍光波長下更穩定。
GFP需要在氧化狀態下產生熒光,強還原劑能使GFP轉變為非熒光形式,但一旦重新暴露在空氣或氧氣中,GFP熒光便立即得到恢復。而一些弱還原劑并不影響GFP熒光。中度氧化劑對GFP熒光影響也不大,如生物材料的固定、脫水劑戊二酸或甲醛等。
GFP融合蛋白的熒光靈敏度遠比熒光素標記的熒光抗體高,抗光漂白能力強,因此更適用于定量測定與分析。但因為GFP不是酶,熒光信號沒有酶學放大效果,因此GFP靈敏度可能低于某些酶類報告蛋白。
由于GFP熒光是生物細胞的自主功能,熒光的產生不需要任何外源反應底物,因此GFP作為一種廣泛應用的活體報告蛋白,其作用是任何其它酶類報告蛋白無法比擬的。
GFP在腫瘤發病機制研究中的應用
GFP 是一個分子量較小的蛋白,易與其他一些目的基因形成融合蛋白且不影響自身的目的基因產物的空間構象和功能。GFP 與目的基因融合,將目的基因標記為綠色,即可定量分析目的基因的表達水平,顯示其在腫瘤細胞內的表達位置和量的變化,為探討該基因在腫瘤發生、發展中的作用及其分子機制提供便利條件。
在腫瘤的形成過程中,增殖和凋亡是一對相互矛盾的統一體。若腫瘤細胞凋亡占優勢,腫瘤組織將長期處于休眠狀態或自行消亡。腫瘤細胞的凋亡受凋亡相關基因調控。用GFP轉染腫瘤細胞凋亡相關基因,并與正常組織進行比較,則大致可判斷此基因為抑制腫瘤細胞凋亡的基因;反之,為促進腫瘤細胞凋亡的基因。
腫瘤細胞浸潤是腫瘤細胞粘連、酶降解、移動和基質內增殖等一系列過程的表現,其根本原因在于腫瘤細胞內某些基因表達異常。利用GFP 的示蹤特性,研究腫瘤細胞內某些基因異常表達與腫瘤細胞浸潤的關系,即可揭示腫瘤細胞浸潤的某些機制。