Der Hauptunterschied zwischen Luciferase und GFP besteht darin, dass Luciferase ein Enzym ist, das Licht erzeugt, wenn es sein Substrat Luciferin oxidiert, während GFP (grün fluoreszierendes Protein) ein Protein ist, das hellgrün fluoresziert, wenn es blauem Licht ausgesetzt wird in den ultravioletten Bereich.
Biolumineszenz ist auf Licht zurückzuführen, das durch eine chemische Reaktion in einem lebenden Organismus erzeugt wird. Es ist eine Art Chemilumineszenz. Daher kann Biolumineszenz als Chemilumineszenz definiert werden, die innerhalb eines lebenden Organismus stattfindet. Die meisten biolumineszierenden Organismen kommen im Ozean vor. Zu diesen Organismen gehören Fische, Bakterien und Gelees. Einige biolumineszierende Organismen wie Glühwürmchen und Pilze kommen im Land vor. Biolumineszierende Organismen sind im Süßwasser nicht heimisch. Normalerweise enth alten biolumineszierende Organismen zu diesem Zweck Moleküle wie Luciferase und GFP. Luciferase und GFP sind zwei Proteine, die Biolumineszenz erzeugen können.
Was ist Luciferase?
Luciferase ist ein Enzym, das Licht erzeugt, wenn es das Substrat Luciferin oxidiert. Dieses Enzym katalysiert chemische Reaktionen in lebenden Organismen, die zur Emission von Photonen führen. Es wird normalerweise von einem Photoprotein unterschieden. Der Name „Luciferase“wurde erstmals von Raphael Dubois verwendet, der die Wörter Luciferin und Luciferase erfand. Verschiedene Organismen regulieren ihre Lichtproduktion mithilfe verschiedener Luciferasen in einer Vielzahl von lichtemittierenden Reaktionen. Die Mehrzahl der untersuchten Luciferasen wurde in Tieren gefunden, darunter Glühwürmchen, Meeresorganismen wie Ruderfußkrebse, Quallen und Meeresstiefmütterchen. Luciferasen wurden auch in Leuchtpilzen, Leuchtbakterien und Dinoflagellaten gefunden.
Abbildung 01: Luciferase
Luciferin ist das Substrat für das Enzym Luciferase. Luciferase wird als Oxidoreduktasen klassifiziert. Das heißt, es wirkt auf einzelne Spender mit dem Einbau von molekularem Sauerstoff. Die durch Glühwürmchen-Luciferase katalysierte chemische Reaktion findet in zwei Schritten statt, wie unten erwähnt.
Luciferin + ATP → Luciferyladenylat + PPi
Luciferyladenylat + O2→ Oxyluceferin + AMP + Light
Dieses Enzym wird häufig in der Biotechnologie, für die Mikroskopie und als Reportergen verwendet. Im Gegensatz zu fluoreszierenden Proteinen benötigt Luciferase jedoch keine externe Lichtquelle. Aber es erfordert die Zugabe seines konsumierbaren Substrats Luciferin.
Was ist GFP?
GFP (grün fluoreszierendes Protein) ist ein Protein, das eine hellgrüne Fluoreszenz zeigt, wenn es Licht im blauen bis ultravioletten Bereich ausgesetzt wird. Die Bezeichnung GFP bezieht sich normalerweise auf das zuerst aus der Qualle Aequorea victoria isolierte Protein und wird manchmal als avGFP bezeichnet. GFPs wurden jedoch auch in anderen Organismen gefunden, darunter Korallen, Seeanemonen, Copepoden, Zoanthiden und Lanzetten.
Abbildung 02: GFP
GFP ist ein hervorragendes Werkzeug, das in vielen Formen der Biologie eingesetzt werden kann. Dies liegt an seiner Fähigkeit, einen internen Chromophor zu bilden, ohne dass außer molekularem Sauerstoff weitere Cofaktoren, Genprodukte, Enzyme oder Substrate erforderlich sind. In der Zell- und Molekularbiologie wird das GFP-Gen üblicherweise als Reporter der Expression verwendet. Es wurde auch in modifizierter Form zur Herstellung von Biosensoren verwendet. Darüber hinaus erhielten Roger Y. Tsien, Osamu Shimomura und Martin Chalfie 2008 den Nobelpreis für ihre Entdeckung und Entwicklung des grün fluoreszierenden Proteins.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Luciferase und GFP?
- Luciferase und GFP sind zwei Proteine, die Biolumineszenz erzeugen können.
- Sie bestehen aus Aminosäuren.
- Beide brauchen molekularen Sauerstoff in der Biolumineszenz
- Beide können als Reportermoleküle in der biologischen Forschung eingesetzt werden.
- Sie kommen beide in Tieren vor.
Was ist der Unterschied zwischen Luciferase und GFP?
Luciferase ist ein Enzym, das Licht erzeugt, wenn es sein Substrat Luciferin oxidiert, während GFP ein Protein ist, das hellgrün fluoresziert, wenn es Licht im blauen bis ultravioletten Bereich ausgesetzt wird. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen Luciferase und GFP. Darüber hinaus benötigt Luciferase keine externe Lichtquelle, um Biolumineszenz zu zeigen, während GFP eine externe Lichtquelle benötigt, um Biolumineszenz zu zeigen.
Die folgende Infografik listet die Unterschiede zwischen Luciferase und GFP in tabellarischer Form zum direkten Vergleich auf.
Zusammenfassung – Luciferase vs. GFP
Biolumineszenz ist auf Licht zurückzuführen, das durch eine chemische Reaktion in einem lebenden Organismus erzeugt wird. Luciferase und GFP sind zwei Proteine, die Biolumineszenz erzeugen können. Luciferase ist ein Enzym, das Licht erzeugt, indem es sein Substrat Luciferin oxidiert, während GFP ein Protein ist, das hellgrün fluoresziert, wenn es Licht im blauen bis ultravioletten Bereich ausgesetzt wird. Somit fasst dies den Unterschied zwischen Luciferase und GFP zusammen.
