为什么是绿色荧光蛋白？
GFP是一种约27kda的蛋白质，由238个氨基酸组成，来源于水晶水母aequoreavictoria。它在可见光谱的绿色部分具有荧光发射波长（因此得名），这是由于蛋白质中心的三种特定氨基酸（Ser65、Tyr66和Gly67）的成熟反应形成的生色团。当第一次被发现时，GFP最令人惊讶的一个方面是发色团是自发形成的，没有额外的辅助因子、底物或酶活性，它只需要在成熟过程中有氧存在。这意味着蛋白质可以直接从A到B，并在任何生物体中表达，同时仍保持荧光。
1996年首次报道的蛋白质结构是11β-包含“Barrel”形的薄片，发色团隐藏在结构的中心，不被水溶剂淬火。这种紧密排列的结构解释了整个GFP蛋白的重要性，它几乎完全是维持荧光活性所必需的；与当时的传统荧光染料相比，GFP的主要优势在于它无毒，并且可以在活细胞中表达，从而可以研究动态的生理过程。
重新设计GFP以增加其颜色和应用范围
几乎在它的序列被阐明之后，科学家们就开始通过突变来改造GFP的新版本，以改善其物理和生化特性。1995年，罗杰Y。Tsien描述了一个S65T点突变，它增加了GFP的荧光强度和光稳定性。这也将其主要激发光从395nm移到了488nm，有效地改善了野生型蛋白的缺陷，促进了其在研究中的广泛应用。许多其他的突变已经被引入到GFP中，新的荧光团不断被设计。下表1列出了几种常见的荧光蛋白及其相对于野生型GFP的突变。虽然这里没有列出，但每种颜色中的许多渗透也存在，它们之间只有细微的差别。
请注意，在光谱的红色部分发现的许多荧光蛋白不是GFP衍生物，而是与从Discosoma sp.分离的dsRed蛋白有关。已经做了类似的工作来扩展红色荧光蛋白库；然而，这些蛋白质是独特的绿色荧光蛋白和突变定义中发现的表2可能不适用。
表1：包含普通荧光团的特异性突变
表二：GFP衍生物特异性突变的功能作用
多种应用
由于GFP及其易用性，GFP等荧光蛋白已成为分子生物学的主流。科学家可以很容易地利用含有GFP的质粒作为一种手段，达到许多功能目的，以下是一些常用的用途，但是目前还有许多其他的用途，并且新的GFP技术正在不断发展！
融合标记：GFP是最常见的用途之一，它可以与蛋白质的N-或C-末端融合，这使科学家能够可视化基因表达的时间和地点。
转录报告员：将GFP置于感兴趣的启动子的控制下，可以用来有效地监测特定细胞类型中启动子的基因表达。这种转录报告是GFP最早的应用之一。
Förster共振能量转移（FRET）：这是用来研究两个蛋白质之间的相互作用，或在两个蛋白质域之间发生构象变化的相互作用。典型地，使用了两种具有重叠激发/发射光谱的荧光蛋白；融合到每个正在测试的蛋白质或域的一个。在这里找到微动质粒。
分裂EGFP：作为一种替代fet的方法，拆分EGFP也被用来研究蛋白质与蛋白质的相互作用。在这种情况下，EGFP的两部分融合到感兴趣的蛋白质中，当它们接近时，EGFP的两部分经历折叠、成熟和荧光。
生物传感器：采用FRET、钙调蛋白等多种策略，设计了一系列基于GFP的荧光生物传感器，用于检测各种细胞内条件，包括离子（如Ca2+）浓度和pH等。
光遗传学：科学家可以利用光来检测、测量和控制分子信号、细胞和细胞群，以了解它们的活动，并可视化改变对这种活动的影响。了解更多关于光遗传学的开放式光遗传学，并在Addgene找到光致执行器和传感器。
细胞标记/选择：表达结构如质粒通常包括GFP作为标记，以帮助识别哪些细胞成功地获得了质粒。这可以作为选择抗生素的替代品。这种类型的质粒可能在感兴趣基因的附加启动子的控制下，或与感兴趣基因相同的转录子表达GFP，但在内部核糖体进入位点（IRES）之后。这通常用于FACS的连接（见下文）。
荧光活化细胞分选（FACS）：这是一种流式细胞术，它根据荧光信号将细胞混合物分离成不同的群体。因此，FACS可以用于将表达GFP的细胞与非GFP的细胞分离。
发育/转基因用途：GFP由于其稳定性，可用于细胞命运研究中的遗传跟踪能力。当利益促进者控制时，它也可以用来形象地显示这些促进者活跃的发展阶段。此外，GFP还可以标记经转基因ES细胞，然后可用于转基因小鼠的植入和生成。
纯化：GFP可作为蛋白质纯化的一般表位标记，并可获得大量的GFP商业抗体。
其他：我们只是在为GFP的潜在应用程序的表面划伤了一下。它还被用于在药物筛选中识别特定细胞群，在癌症研究中可视化裸鼠的微转移，充当DNA双链断裂修复的报告员，并标记致病性细胞内微生物，以可视化宿主/病原体相互作用。