常用报道基因的功能对比
报道基因 | 作用方式 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
氯霉素乙酰基转移酶（CAT；细菌） | CAT通过使乙酰基与抗生素共价连接的方式来解除氯霉素的毒性，报道基因实验通常检测n-丁酰基的一半从辅助因子n-丁酰辅酶A转移到具有放射活性的氯霉素上，被修饰的氯霉素的迁移率发生改变，并且能够掺入有机溶剂。 | 没有内源活性；可使用自动化的ELISA。 | 需添加底物；需破损样品；线性范围窄，只有三个数量级；不灵活；使用放射性同位素；可用非放射性检测，但敏感性差。 |
分泌型碱性磷酸酶（SEAP；源于人胎盘的修饰酶） | 通常使用显色底物磷酸对硝基苯酯（pNPP）进行检测；而目前多被更敏感的化学发光底物，如1,2-二噁二酮CSPD取代。 | 分泌型蛋白；允许在不同时间重复检测同一样品；可用便宜的比色法和高度敏感的荧光试验进行检测。 | 在某些细胞中有内源性的活动；干扰测试的化合物的筛选。 |
萤光素酶（lux；细菌） | 细菌性萤光素酶（luxAB）能够催化还原型核黄素磷酸（FMNH2）与长链脂肪醛的氧化，发出蓝绿色的光（波长为490nm）。将LuxAB基因与待测基因偶联，再加入长链醛基底物后，可检测发出的荧光。另外，若将全部的lux操纵子（luxCDABE）与启动子融合，则可为检测启动子的活动提供内源底物。 | 在融合了整个操纵子（luxCDABE）后则不需要底物；敏感性非常高；原位无损伤监测；许多细胞中无内源性活性；更适合于检测与分析原核基因的转录。 | 需氧；不耐热；含醛基的底物有毒；产生的光子不能对单细胞进行监测；比luc的线性范围窄；半衰期短；不适用于哺乳动物细胞；代谢成本高。 |
β-半乳糖苷酶（β-gal；细菌） | β-Gal能够催化β-半乳糖苷的水解反应，例如，乳糖可水解为两个单体。此报道基因的检测方法依赖于使用的底物，可使用显色法（例如，o-硝基苯基-β-D-半乳糖苷或ONPG），组化方法（例如，5-溴化-4-氯代-3-吲哚-β-D-半乳糖苷或X-Gal），荧光测定方法（例如，4-甲基伞形酮-β-D-半乳糖苷或MUG），化学发光法（例如，含1,2-二氧化物的底物），或电化学法（例如，p-氨基-β-D-半乳糖苷或PAPG）。 | 良好的特性与稳定性；多样化的读出过程；能在厌氧环境下发挥功能。 | 需添加底物；有扩散性——需要将靶细胞进行隔离并使其通透化；在哺乳动物细胞内的活性可能会干扰测定结果。 |
萤光素酶（萤火虫的） | 催化萤光素酶的氧化，产生可被荧光光度计检测的光。 | 高特异性；无内源性活性；动态范围广（7~8个数量级）；无损伤，尽可能原位监测；价格比lux便宜；分析简便；可从多种生物中获取不同种类的萤光素酶。 | 需要底物（萤光素）、氧气供应和ATP。 |
绿色荧光蛋白（GFP；水母）（自发荧光蛋白） | GFP作为辅助蛋白先吸收由初级发光蛋白aequorin释放的波长为470nm的蓝光，后释放波长为570nm的绿光。许多GFP衍生物和其他改变了光谱性质的自发荧光蛋白，在相应的激发波长的光线下，通过对样本曝光来发挥报道蛋白的功能。 | 自发荧光（无需底物）；无内源性活性；存在光谱特性变化的突变体；存在热稳定的突变体；较高的光稳定性；在现有光学系统下，原位无损伤可视化观察。 | 需要翻译后修饰；敏感性低（不能进行信号放大）；需要自发荧光的样品；需要用氧气来激发荧光；敏感性低于Lux、Luc、LacZ；反应时间慢于Lux和Luc。 |
