源于光、氧气和电压（LOV）结构域的荧光蛋白有其很多比绿色荧光蛋白（GFP）更好的优点，这些优势包括分子量小及在厌氧条件下仍可以有效发出荧光等。荧光蛋白在活细胞动态成像方面已经起到了革命性的作用，尽管绿色荧光蛋白的应用很广泛，但是GFP和它的衍生体仍然有几个关键的缺点。首先，它的应用在厌氧系统中是受限制的，因为GFP发色团的形成是氧气依赖型。其次，在有些特定的应用方面由于GFP的分子量较大而受到了限制。因为GFP其内部11个标准的β-圆柱状结构决定了不能够产生更小分子量的衍生体。第三，GFP荧光在低pH是不稳定的，所以研究开发低pH抗性的突变体迫在眉睫。这些因素的综合结果是科学家对研究开发其他荧光蛋白探针有极大的兴趣。iLOV2荧光蛋白引入二氯代酪氨酸后就可以弥补GFP的这些缺点，而成为可以在低pH下发出荧光的蛋白质，同时其分子量较小不影响细胞生长。iLOV2荧光蛋白在被插入二氯代酪氨酸后而具有了新的功能-低pH条件下可以发出荧光，这是GFP所不具有的重大发现。因此我们想要开发出分子量小、氧气非依赖的、低pH抗性的荧光探针就可以成为现实。通过向iLOV2荧光蛋白中引入非天然氨基酸来改变蛋白质的结构从而改变其功能，这在iLOV2的改造中也是首次，所以具有很大的创新性。本论文利用了基因密码子扩展技术，把蛋白质的特定位点突变为TAG终止密码子，再利用实验室已经筛选出的高度特异性的二氯代酪氨酸氨酰tRNA合成酶把二氯代酪氨酸与专一性tRNA结合，最后二氯代酪氨酸(Cl2Y)被整合到蛋白质中。利用密码子扩展实验技术向蛋白质中引入非天然氨基酸的方法弥补了传统化学合成方法的许多不足，例如产率低、副产物在后期很难除去、对蛋白质有一定毒性等。基因密码子扩展技术采用的蛋白表达方式是：包含TAG终止密码子的突变体质粒与携带氨酰tRNA合成酶、tRNA的质粒双转到BL21表达菌株中，由于BL21中包含识别TAG终止密码子的释放因子，所以TAG位点就会出现竞争性结合。诱导表达后全菌电泳结果可以看到两条蛋白量很大的条带，分子量较小的那一条是TAG处被胞内释放因子结合后翻译终止的无义蛋白，而另一个是在TAG处成功插入二氯代酪氨酸的全长蛋白，是有功能的蛋白质。论文还比较了iLOV2在GST融合标签中的表达及非天然氨基酸在其中的插入实验，通过实验证实了非天然氨基酸氨酰tRNA合成酶的一个缺陷，即非天然氨基酸在蛋白质翻译的后期插入效率是很低的，目前具体的原因还不清楚。因此实验结果中培养出来的衍射晶体是带有组氨酸标签的野生型及插入二氯代酪氨酸蛋白晶体。包含二氯代酪氨酸蛋白质在生物学功能上有了很大的改变，蛋白质的结构也会有较大的变化，因此我们的实验结果为Cl2Y-iLOV2蛋白质的结构解析奠定了基础。