自然界中的许多生物都具有发光的能力，如一些细菌、真菌、萤火虫、深海鱼类和腔肠动物等。它们的发光能力是由一类称统为“荧光蛋白”的蛋白质赋予的。但是这些蛋白质由不同基因编码，并不具有同源性，其发光机制在进化上也不相同。GFP标记系统是首次发现的不需要其它辅助条件的生物发光标记系统。GFP的激发光谱和发射光谱在活体和离体条件下完全相同，而虫荧光酶素的发射光谱在离体和活体条件下并不相同。
能生物发光的水母Aequorea victoria发出独特的绿光，看上去像一圈光围着伞的边缘。这是由于两种蛋白的相互作用:钙结合的发光蛋白aequorin和绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)。近十年来，GFP成为生化和分子生物学中最有趣的蛋白之一"。除了为了解和利用蛋白结构与光谱功能的关系外，GFP作为标记分子，用于从细菌到植物及哺乳动物等研究领域。
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