以GFP为蓝本通过基因技术合成的突变体发射光谱涵盖了整个可见光波段，近几年针对荧光蛋白的改造工作主要集中于提高荧光蛋白的亮度，改变Stokes位移(指激发峰与发射峰之间的距离)和光谱特性，以及寻找新型光转换/光激活荧光蛋白等方面开展。下面介绍几种较为常用的绿色/红色荧光蛋白基因及发光特性。

mGFP5：将野生型GFP的ser65替换为thr，荧光强度较野生型的GFP提高了4-6倍。GFP的激发光波长与紫外线区较为接近，对光学要求较高，并且对生物有较大的毒害作用，不适宜作活细胞观察。改造后的mGFP5的激发光波长提高到488nm，位于青色区域，有效避免了上述缺点。目前这一突变体已被EGFP替换。

EGFP：在mGFP5的基础上将Phe64替换为Leu，得到的GFP突变体命名为EGFP。EGFP的生色团在37℃的荧光得到了很大的提高，荧光强度较野生型GFP提高了35倍，并且在激发后16-24小时后仍可稳定地检测到。当然，EGFP也有相应的缺陷，对pH较为敏感，易于二聚化。EGFP目前仍然是最常用的绿色荧光蛋白。

D2EGFP：在EGFP的C端加入422-461氨基酸残基的小鼠鸟氨酸脱羧酶（MODC，mouse ornithine decarboxylase），得到一个不稳定的EGFP变体。MODC的422-461氨基酸残基区包含一个PEST序列，靶定目的蛋白降解，d2EGFP只有2小时的半衰期。

多色GFP变体：将接近GFP生色团的Thr203突变为Trp后，可以将激发光和发射光的波长均增加20nm，再进一步改造为黄色荧光蛋白EYFP。如果将GFP生色团中的Tyr66突变为His后得到蓝色和青色荧光蛋白变体BFP/CFP。这些变体或存在光漂白现象，或荧光强度不高，或对pH变化敏感等缺陷，需要进一步的改进优化。

橙/红色荧光（560-650nm）可以较好的与共聚焦显微镜和宽视场显微镜兼容。橙/红色荧光蛋白对于活体生物成像具有很好的应用前景，机体组织内的血红素在可见光波段有强吸收，而水与脂肪在红外波段有强吸收，在近红外光波段（650-900nm）的吸收系数最小且自发荧光最弱。此外基于其较长的激发光波长，对细胞毒性较小，可以用于检测较深的组织。最早应用的橙色荧光蛋白是从一种热带珊瑚（Discosoma striata）中分离得到的，命名为DsRed。DsRed的激发光主峰值为558nm，次要峰值为500nm附近，荧光发射光波长为583nm。DsRed成熟时间较长，易形成四聚体，阻碍了它的应用。

DsRed2：将DsRed的多肽氨基末端进行突变改造得到的荧光蛋白突变体DsRed2，减少了蛋白凝集作用，降低了细胞毒性，同时荧光蛋白的成熟时间也变短了。DsRed2依然会形成四聚体，由于成熟时间变短，在多色荧光实验中可以更好地和GFP结合使用。DsRed2相对一代DsRed应用略广泛。

DsRed-express：在DsRed2基础上进一步改造得到的，成熟时间进一步变短，荧光强度也得到了增强。DsRed的红色荧光要在表达后11小时才可以观察到，DsRed2缩短为6小时，而DsRed-express则只要1小时。遗憾的是，DsRed-express的易聚集为四聚体问题仍未得到解决。

mRFP1：代单体红色荧光蛋白mRFP1是通过改造DsRed的33个残基而来，激发光波长为584nm，发射光波长为607nm。同其他荧光蛋白衍生物一样，mRFP1也表现出明显的荧光发射减弱和光漂白现象。

mCherry：通过对mRFP1的发色团残基进行点突变获得新的荧光蛋白，以相应的水果名字来命名为mCherry，发射峰位于610nm。mCherry成熟快，单体特性好，光稳定性较强，但亮度偏低。

Kaede：从石珊瑚Lobophyllia hemprichii中克隆得到的，其在紫外光照射下，发射能从绿色（518nm）变为红色（580nm）。Kaede是光转换蛋白中的一种，具有一个能发出绿色荧光的由三肽His-Tyr-Gly发色团，它的荧光转换是由于紧邻发光团H62上的肽键发生断裂而引起的。Kaede在斑马鱼中常用来作为研究细胞运动的标记基因，如标记原肠期的囊胚细胞研究汇聚延伸运动。Kaede易形成四聚体，限制了其在蛋白标记与超分辨成像方面的应用。

荧光蛋白的研究为生命科学提供了不可或缺的研究手段，目前在活体成像深度上仍有待进一步发展，需要不断改良优化新的亮度高的单体近红处/红色荧光蛋白分子。新特性的荧光蛋白，如光转换与光活化荧光蛋白、大strokes位移的荧光蛋白等的开发也将为光学成像技术带来新的突破，有效地提高成像的时空分辨率和灵敏度。