有些水母能发光,主要得益于体内的?荧光蛋白还是生物电流?这是蚂蚁森林神奇海洋2025年5月25日每日任务答题学海洋知识问答的最新问题,答案是【荧光蛋白】。
水母发光现象源于体内特有的荧光蛋白,其中绿色荧光蛋白(GFP)是研究最深入的类型。GFP 由 238 个氨基酸组成,其蛋白质三维结构形成独特的 β- 桶状构象,中心包含能发射荧光的发色团。发色团由蛋白质翻译后,65-67 位的丝氨酸、酪氨酸和甘氨酸经环化与氧化修饰自发形成,具备荧光活性。
当荧光蛋白与钙离子结合时,其分子构象发生变化,激发态电子吸收能量跃迁后回基态,以光子形式释放能量,产生发光现象。这种发光机制属于生物发光(Bioluminescence),与普通化学发光不同,无需额外的发光底物,能量转换效率接近 100%,且发光持续稳定。
在医学领域,科学家利用 GFP 的荧光特性,将其编码基因与目标蛋白基因融合,通过基因转染技术导入细胞。当细胞表达融合蛋白时,荧光蛋白作为可视化标签,可实时观察细胞内蛋白质定位、运动及相互作用,在癌症细胞迁移研究、神经细胞发育追踪中发挥重要作用。在药物研发中,荧光蛋白标记的细胞模型能高效筛选具有特定作用机制的化合物。此外,在环境监测领域,通过构建表达荧光蛋白的工程菌,可快速检测水体污染物,其发光强度与污染物浓度呈线性关系,为环境评估提供量化依据。