La GFP

Les * indiquent une référence au lexique qui se trouve en bas de page de chaque partie.

Sa découverte



image n°1
Representation de la méduse Aequorea Victoria

    En 1960, O.Shimomura, chimiste-biologiste japonais, entreprend l'étude des méduses Aequorea Victoria, organismes bioluminescents ( image n°1 ). La bioluminescence est permise grâce au complexe enzyme/substrat, qui permet la catalyse de l'oxydation* des molécules impliquées. Une fois le complexe luciférase/luciferine realisé, et son oxydation produite, ayant perdu un ou plusieurs électrons ( oxydation ), le complexe devient électriquement instable et s'excite ( image n°2 ). Il émet alors un photon*, le substrat qui se détache de l'enzyme, a pour produit la protéine* fluorescente. O.Shimomura cherche alors à les isoler au sein de la méduse les deux molécules responsables de cette luminescence. La méduse présente sa luminescence verte, la nuit, au niveau de son ombrelle.

image n°2
Reaction entre la luciferine ( substrat ) et la luciferase ( enzyme ), a l'origine de la bioluminescence.

image n°3
L'aequorine renferme la GFP

  Il réussit, après avoir rapporté 10 000 spécimens de cette espèce, à isoler une protéine, contenant la luciférase et luciférine, qu'il appelera Aequorine, elle se trouve au niveau de l'ombrelle de la méduse, la partie de son organisme qui fluore. Mais, l’Aequorine isolée n’émet pas de lumière verte mais une lumière bleue car les extraits cellulaires renferment une autre protéine qui est, elle, responsable de l’émission verte ( image n°3 ). C’est la Green Fluorescent Protein ( Protéine Fluorescente Verte ), la GFP. Son rôle est d’absorber la lumière bleue émise par l’Aequorine et de la transformer en lumière verte. L'hypothèse expliquant cette émission verte est que cette couleur constituerait un signal répulsif envers les prédateurs de la méduse.

Sa structure

   On connait aujourd'hui la forme en tonneau de la protéine  fluorescente. La chaîne polypeptidique, formée de 238 acides aminés*, se replie sur elle même, les différents acides aminés agissant a la manière de deux aimants, se rapprochent les uns des autres et forment une chaîne α formée d'une hélice* et une chaîne β formée de 11 feuillets*. C'est le repliement de l'hélice et des feuillets qui, grâce a des liaisons hydrogène, donne lieu à sa structure tridimensionnelle. Lors du repliement, l'hélice va se retrouver au coeur de la cage formée par les 11 feuillets disposés anti-parallèlement entre eux ( image n°4 ).



image n°4
Structure de la GFP.
A : Les hélices α sont représentées par des cylindres et le feuillet β par l’ensemble des flèches. B : Structure tridimensionnelle de la GFP.

   L'hélice α, contient dans sa séquence en acides aminés les 3 acides aminés responsables de la fluorescence de la protéine, ils forment le groupe chromophore, dont nous approfondirons le mécanisme dans la seconde partie.

Lexique de " La GFP "


Enzyme : proteine qui interviennent dans l'ensemble des réactions chimiques cellulaires en jouant un rôle de 
catalyseur ( accélérateur ).


Substrat : réactif transformé en produit grâce a l'action catalytique des enzymes.


Oxydation : perte d'un ou plusieurs électrons par une molécule.


Photon : particule spécifique de la lumière.


Protéine : molécule présentant plus de 50 acides aminés.


Acide amine : motif de base constitutif des protéines.


Hélice et feuillet : définissent la structure secondaire d'une protéine permises grace a l'association de certains acides aminés qui établissent entre eux des liaisons hydrogène (O-H) ou/et disulfure (S-S).

  Accéder à la seconde partie