Het belangrijkste verschil tussen luciferase en GFP is dat luciferase een enzym is dat licht produceert wanneer het zijn substraat luciferine oxideert, terwijl GFP (groen fluorescerend eiwit) een eiwit is dat heldergroene fluorescentie vertoont bij blootstelling aan licht in het blauw tot ultraviolet bereik.
Bioluminescentie wordt veroorzaakt door licht dat wordt geproduceerd door een chemische reactie in een levend organisme. Het is een soort chemiluminescentie. Daarom kan bioluminescentie worden gedefinieerd als chemiluminescentie die plaatsvindt in een levend organisme. De meeste bioluminescente organismen zijn te vinden in de oceaan. Deze organismen omvatten vissen, bacteriën en gelei. Sommige bioluminescente organismen zoals vuurvliegjes en schimmels worden in het land aangetroffen. Bioluminescente organismen zijn niet inheems in zoet water. Normaal gesproken bevatten bioluminescente organismen hiervoor moleculen zoals luciferase en GFP. Luciferase en GFP zijn twee eiwitten die bioluminescentie kunnen produceren.
Wat is Luciferase?
Luciferase is een enzym dat licht produceert wanneer het het substraat luciferine oxideert. Dit enzym katalyseert chemische reacties in levende organismen die resulteren in de emissie van fotonen. Het wordt meestal onderscheiden van een fotoproteïne. De naam "luciferase" werd voor het eerst gebruikt door Raphael Dubois, die de woorden luciferine en luciferase uitvond. Verschillende organismen reguleren hun lichtproductie met behulp van verschillende luciferasen in een verscheidenheid aan lichtemitterende reacties. De meeste bestudeerde luciferasen zijn gevonden bij dieren, waaronder vuurvliegjes, mariene organismen zoals roeipootkreeftjes, kwallen en zeeviooltje. Luciferasen zijn ook gevonden in lichtgevende schimmels, lichtgevende bacteriën en dinoflagellaten.
Figuur 01: Luciferase
Luciferine is het substraat voor het luciferase-enzym. Luciferase is geclassificeerd als oxidoreductasen. Het betekent dat het inwerkt op afzonderlijke donoren met de opname van moleculaire zuurstof. De chemische reactie die wordt gekatalyseerd door vuurvliegluciferase vindt plaats in twee stappen, zoals hieronder vermeld.
Luciferine + ATP → Luciferyl adenylaat + PPi
Luciferyl adenylaat + O2→ Oxyluceferine + AMP + Light
Dit enzym wordt veel gebruikt in de biotechnologie, voor microscopie en als reportergen. In tegenstelling tot fluorescerende eiwitten heeft luciferase echter geen externe lichtbron nodig. Maar het vereist de toevoeging van zijn substraat, consumeerbare luciferine.
Wat is GFP?
GFP (groen fluorescerend eiwit) is een eiwit dat een heldergroene fluorescentie vertoont bij blootstelling aan licht in het blauwe tot ultraviolette bereik. Het label GFP verwijst normaal gesproken naar het eiwit dat voor het eerst is geïsoleerd uit de kwal Aequorea victoria, en het wordt soms avGFP genoemd. GFP's zijn echter gevonden in andere organismen, waaronder koralen, zeeanemonen, roeipootkreeftjes, zoanthids en lancetten.
Figuur 02: GFP
GFP is een uitstekend hulpmiddel dat in vele vormen van biologie kan worden gebruikt. Dit komt door het vermogen om een interne chromofoor te vormen zonder dat er bijkomende cofactoren, genproducten, enzymen of andere substraten dan moleculaire zuurstof nodig zijn. In cel- en moleculaire biologie wordt het GFP-gen vaak gebruikt als een reporter van expressie. Het is ook in gewijzigde vormen gebruikt om biosensoren te maken. Bovendien kregen Roger Y. Tsien, Osamu Shimomura en Martin Chalfie in 2008 de Nobelprijs voor hun ontdekking en ontwikkeling van het groen fluorescerende eiwit.
Wat zijn de overeenkomsten tussen luciferase en GFP?
- Luciferase en GFP zijn twee eiwitten die bioluminescentie kunnen produceren.
- Ze zijn opgebouwd uit aminozuren.
- Beiden hebben moleculaire zuurstof nodig in de bioluminescentie
- Beide kunnen worden gebruikt als reportermoleculen in biologisch onderzoek.
- Ze komen beide voor bij dieren.
Wat is het verschil tussen luciferase en GFP?
Luciferase is een enzym dat licht produceert wanneer het zijn substraat luciferine oxideert, terwijl GFP een eiwit is dat heldergroene fluorescentie vertoont wanneer het wordt blootgesteld aan licht in het blauwe tot ultraviolette bereik. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen luciferase en GFP. Bovendien heeft luciferase geen externe lichtbron nodig om bioluminescentie te vertonen, terwijl GFP een externe lichtbron nodig heeft om bioluminescentie te vertonen.
De volgende infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen luciferase en GFP in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Luciferase versus GFP
Bioluminescentie wordt veroorzaakt door licht dat wordt geproduceerd door een chemische reactie in een levend organisme. Luciferase en GFP zijn twee eiwitten die bioluminescentie kunnen produceren. Luciferase is een enzym dat licht produceert door het substraat luciferine te oxideren, terwijl GFP een eiwit is dat heldergroene fluorescentie vertoont bij blootstelling aan licht in het blauwe tot ultraviolette bereik. Dit vat dus het verschil tussen luciferase en GFP samen.
