熒光素酶（Luciferase）是生物體內催化熒光素或脂肪醛氧化發光的一類酶的總稱。熒光素酶廣泛存在于自然界的發光生物中，常見的有螢火蟲、發光細菌等；根據來源和結構差異，熒光素酶可分為三大主要類別：螢火蟲熒光素酶（Firefly Luciferase）、細菌熒光素酶（Bacterial Luciferase）和海洋生物熒光素酶。

其核心功能是通過催化底物熒光素（Luciferin）與氧氣發生化學反應，將化學能轉化為光能，產生肉眼可見或儀器可檢測的生物熒光。其發光過程無需外部光源激發，僅通過酶促反應即可自主發光，具有高度的特異性和靈敏性，是生命科學研究中極具價值的工具分子。

圖：In vivo detection of the Fluc marker gene in the mouse heart.【1】

螢火蟲熒光素酶是由單一的多肽鏈組成，分子量約為62kD左右，氨基酸的個數為550個左右，具體不同種類來源的螢火蟲熒光素酶相對分子量和氨基酸數量和結構都略微有所差異，但同源氨基酸序列較多。螢火蟲熒光素酶在Mg²⁺、ATP和O2存在條件下，能催化D-熒光素發生氧化脫羧反應，同時發出波長在550-580nm范圍內的可見光。其催化反應程式如下：

螢火蟲熒光素酶和脂類復合物形成蛋白-脂類復合物，該結構容易受到去垢劑如去氧膽酸鈉，干擾蛋白與脂類之間的香花作用，影響酶的穩定性和活性構象；此外，像有機溶劑也會影響酶的活性，一方面影響酶與底物的結果，同時也可能改變酶的結構破壞其活性。

1. 信號穩定：螢火蟲熒光素酶，反應穩定且熒光信號強；

2. 熒光強：反應產生的熒光強度與 ATP 濃度呈正相關；

3. 純度高：本品經多步層析純化，純度≥95%；

4. 具有標簽：酶C末端含有His標簽。

 

圖：產物蛋白經SDS-PAGE測定純度≥95%

螢火蟲熒光素酶在生物學領域有著廣泛且重要的應用，在快速檢測、基因表達研究和藥開發與篩選等方面都發揮著重要的作用。熒光素酶的生物應用核心在于其生物發光的可檢測性和可控性，尤其在需要實時、非侵入性監測的場景（如活體成像、動態基因表達分析）中具有不可替代的優勢。隨著基因工程和成像技術的發展，其應用領域還在不斷擴展，涵蓋基礎研究、微生物學與環境監測及臨床診斷等多個方向。

【1】 ruber PJ, Li Z, Li H, Worrad D, Huang B, Abdullah I, Wang W, El-Deiry W, Ferrari VA, Zhou R. In vivo imaging of MLC2v-luciferase, a cardiac-specific reporter gene expression in mice. Acad Radiol. 2004 Sep;11(9):1022-8. doi: 10.1016/j.acra.2004.05.022. PMID: 15350583; PMCID: PMC2964085.

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