冷光素酶 （英語：Luciferase ）是自然界中能够产生生物发光 的酶 的统称，其中最有代表性的是一种学名为Photinus pyralis 的萤火虫 体内的冷光素酶。在相应化学反应中，冷光的产生是来自于冷光素的氧化，有些情况下反应体系中也包括三磷酸腺苷 （ATP）。没有冷光素酶的情况下，冷光素与氧气 反应的速率非常慢，而钙 离子 的存在常常可以进一步加速反应（与肌肉收缩 的情况相似）。[1]
冷光素酶（萤火虫） 萤火虫（Photinus pyralis ）萤光素酶的晶体结构 識別 符號 冷光素酶 PDB 1LCI UniProt P08659 其他資料 EC編號 1.13.12.7
Bacterial Luciferase monooxygenase family 鑑定 標誌 Bac_luciferase Pfam PF00296（旧版） InterPro IPR016048 PROSITE PDOC00397 SCOP 1nfp / SUPFAM 現有可用的蛋白結構： Pfam 結構（旧版） / ECOD PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum 結構概要 PDB 1brl , 1bsl , 1ezw , 1fvp , 1luc , 1m41 , 1nfp , 1nqk , 1rhc , 1xkj
Dinoflagellate Luciferase catalytic domain crystal structure of a luciferase domain from the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum
鑑定 標誌 Luciferase_cat Pfam PF10285（旧版） InterPro IPR018804 現有可用的蛋白結構： Pfam 結構（旧版） / ECOD PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum 結構概要
Dinoflagellate Luciferase/LBP N-terminal domain 鑑定 標誌 Luciferase_N Pfam PF05295（旧版） InterPro IPR007959 現有可用的蛋白結構： Pfam 結構（旧版） / ECOD PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum 結構概要
Dinoflagellate Luciferase helical bundle domain crystal structure of a Dinoflagellate luciferase domain from the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum
鑑定 標誌 Luciferase_3H Pfam PF10284（旧版） InterPro IPR018475 現有可用的蛋白結構： Pfam 結構（旧版） / ECOD PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum 結構概要
冷光素 + ATP → 冷光素化腺苷酸（luciferyl adenylate） + PPi 冷光素化腺苷酸 + O2 → 氧冷光素 + AMP + 光 这一反应非常节省能量，几乎所有输入反应的能量都被转化为光。与之形成鲜明对比的是人类使用的白炽灯 ，只有約10%的能量被转化为光，剩余的能量都变为热能而被浪费。
冷光素或冷光素酶不是特定的分子，而是对于所有能够产生冷光的底物和其对应的酶的统称，虽然它们各不相同。不同的能够控制冷光的生物体用不同的冷光素酶来催化不同的冷光反应。最为人所知的发光生物是萤火虫，而其所采用不同的冷光素酶与其他发光生物如荧光菇（发光类脐菇，Omphalotus olearius ）或许多海洋生物都不相同。在萤火虫中，发光反应所需的氧气是从被称为腹部气管（abdominal trachea）的管道中输入。一些生物，如叩头虫，含有多种不同的萤光素酶，能够催化同一冷光素底物，而发出不同颜色的冷光。萤火虫有2000多种 ，而叩甲总科（包括萤火虫、叩头虫和相关昆虫）则有更多，因此它们的萤光素酶对于分子系统学 研究很有用。目前研究得最透彻的萤光素酶是来自Photinini族萤火虫中的北美萤火虫（Photinus pyralis ）。
应用 冷光素酶可以在实验室中用基因工程 的方法生成，并被用于多种不同的实验。冷光素酶的基因 可以被合成并插入到生物体中或转染 到细胞 中。研究者利用基因工程已经使得小鼠 、家蚕 、马铃薯 等一些生物可以合成冷光素酶。间接体外成像是一种强大的研究手段，可以对整个动物体中的细胞群落进行分析：将不同类型的细胞（骨髓干细胞 、T细胞 等）标记上（即表达）冷光素酶，就可以用高敏感度的CCD相机 对动物体内进行活体观察而不会伤害到动物本身。
在冷光素酶中加入正确的冷光素底物就可以放出冷光，而发出的光子 可以被光敏感元件，如冷光探测器或改进后的光学显微镜 探测到。这就使得对包括感染 在内的多种生命活动进程进行观察成为可能。例如，冷光素酶已經被用於商業化的次世代焦磷酸定序技術 dNTP 接上DNA 鏈時水解放出的焦磷酸，透過另外一個硫酸鹽腺甘酸轉移酶 ATP 與冷光素轉化為冷光，機器藉此探測光線並定序。冷光素酶也可以被用于检测血库中所存血液中的红血球 是否开始破裂。法医 可以用含有萤光素酶的溶液来检测犯罪现场中残留的血迹。医院用冷光素酶的发光来发现特定的疾病 。冷光素酶还可以作为“报告蛋白”被用于分子生物学 研究中，例如，用于在转染过冷光素酶的细胞中检测特定启动子 的转录 情况或用于探测细胞内的基因轉錄活性；这一技术被称为报告基因检测法或冷光素酶检测法（Luciferase Assay）。冷光素酶是一个热敏感蛋白，因此经常被用于研究蛋白热变性过程中热休克蛋白 的保护能力。此外，冷光素酶水母素 的冷光强度与环境中钙离子浓度相关，因此可用于检测生物体内的钙。[2]
参见
参考文献 ^ IUBMB Enzyme Nomenclature （页面存档备份，存于互联网档案馆 ） Renilla luciferin reaction is triggered by calcium ions.（于2007年11月1日引用） ^ A. Mithöfer and C. Mazars, Aequorin-based measurements of intracellular Ca2+ signatures in plant cells . [2005-09-08 ] . （原始内容存档于2005-07-28）. （英文） Thomas O Baldwin. Firefly luciferase: the structure is known, but the mystery remains Structure. 1996 Mar 15;4(3):223-8.（英文） Greer LF 3rd, Szalay AA. Imaging of light emission from the expression of luciferases in living cells and organisms: a review Luminescence. 2002 Jan-Feb;17(1):43-74.
外部連結 （英文） 生物荧光化学 （页面存档备份，存于互联网档案馆 ）（英文） PDB数据库中的萤火虫萤光素酶 （页面存档备份，存于互联网档案馆 ）（英文） PDB数据库中的细菌萤光素酶（英文） 一氧化氮与萤火虫发光 （页面存档备份，存于互联网档案馆 ）（英文）
萤光素酶, 冷光素酶, 英語, luciferase, 是自然界中能够产生生物发光的酶的统称, 其中最有代表性的是一种学名为photinus, pyralis的萤火虫体内的冷光素酶, 在相应化学反应中, 冷光的产生是来自于冷光素的氧化, 有些情况下反应体系中也包括三磷酸腺苷, 没有冷光素酶的情况下, 冷光素与氧气反应的速率非常慢, 而钙离子的存在常常可以进一步加速反应, 与肌肉收缩的情况相似, 萤光生成反应通常分为以下两步, 冷光素酶, 萤火虫, 萤火虫, photinus, pyralis, 的晶体结构識別符號,. 冷光素酶 英語 Luciferase 是自然界中能够产生生物发光的酶的统称 其中最有代表性的是一种学名为Photinus pyralis的萤火虫体内的冷光素酶 在相应化学反应中 冷光的产生是来自于冷光素的氧化 有些情况下反应体系中也包括三磷酸腺苷 ATP 没有冷光素酶的情况下 冷光素与氧气反应的速率非常慢 而钙离子的存在常常可以进一步加速反应 与肌肉收缩的情况相似 1 萤光生成反应通常分为以下两步 冷光素酶 萤火虫 萤火虫 Photinus pyralis 萤光素酶的晶体结构識別符號 冷光素酶PDB 1LCIUniProt P08659其他資料EC編號 1 13 12 7Bacterial Luciferase monooxygenase family鑑定標誌Bac luciferasePfamPF00296 旧版 InterPro 英语 InterPro IPR016048PROSITE 英语 PROSITE PDOC00397SCOP 英语 Structural Classification of Proteins 1nfp SUPFAM現有可用的蛋白結構 Pfam結構 旧版 ECODPDBRCSB PDB PDBe PDBjPDBsum 英语 PDBsum 結構概要PDB1brl 1bsl 1ezw 1fvp 1luc 1m41 1nfp 1nqk 1rhc 1xkjDinoflagellate Luciferase catalytic domaincrystal structure of a luciferase domain from the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum鑑定標誌Luciferase catPfamPF10285 旧版 InterPro 英语 InterPro IPR018804現有可用的蛋白結構 Pfam結構 旧版 ECODPDBRCSB PDB PDBe PDBjPDBsum 英语 PDBsum 結構概要Dinoflagellate Luciferase LBP N terminal domain鑑定標誌Luciferase NPfamPF05295 旧版 InterPro 英语 InterPro IPR007959現有可用的蛋白結構 Pfam結構 旧版 ECODPDBRCSB PDB PDBe PDBjPDBsum 英语 PDBsum 結構概要Dinoflagellate Luciferase helical bundle domaincrystal structure of a Dinoflagellate luciferase domain from the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum鑑定標誌Luciferase 3HPfamPF10284 旧版 InterPro 英语 InterPro IPR018475現有可用的蛋白結構 Pfam結構 旧版 ECODPDBRCSB PDB PDBe PDBjPDBsum 英语 PDBsum 結構概要 冷光素 ATP 冷光素化腺苷酸 luciferyl adenylate PPi 冷光素化腺苷酸 O2 氧冷光素 AMP 光 这一反应非常节省能量 几乎所有输入反应的能量都被转化为光 与之形成鲜明对比的是人类使用的白炽灯 只有約10 的能量被转化为光 剩余的能量都变为热能而被浪费 冷光素或冷光素酶不是特定的分子 而是对于所有能够产生冷光的底物和其对应的酶的统称 虽然它们各不相同 不同的能够控制冷光的生物体用不同的冷光素酶来催化不同的冷光反应 最为人所知的发光生物是萤火虫 而其所采用不同的冷光素酶与其他发光生物如荧光菇 发光类脐菇 Omphalotus olearius 或许多海洋生物都不相同 在萤火虫中 发光反应所需的氧气是从被称为腹部气管 abdominal trachea 的管道中输入 一些生物 如叩头虫 含有多种不同的萤光素酶 能够催化同一冷光素底物 而发出不同颜色的冷光 萤火虫有2000多种 而叩甲总科 包括萤火虫 叩头虫和相关昆虫 则有更多 因此它们的萤光素酶对于分子系统学研究很有用 目前研究得最透彻的萤光素酶是来自Photinini族萤火虫中的北美萤火虫 Photinus pyralis 目录 1 应用 2 参见 3 参考文献 4 外部連結应用 编辑冷光素酶可以在实验室中用基因工程的方法生成 并被用于多种不同的实验 冷光素酶的基因可以被合成并插入到生物体中或转染到细胞中 研究者利用基因工程已经使得小鼠 家蚕 马铃薯等一些生物可以合成冷光素酶 间接体外成像是一种强大的研究手段 可以对整个动物体中的细胞群落进行分析 将不同类型的细胞 骨髓干细胞 T细胞等 标记上 即表达 冷光素酶 就可以用高敏感度的CCD相机对动物体内进行活体观察而不会伤害到动物本身 在冷光素酶中加入正确的冷光素底物就可以放出冷光 而发出的光子可以被光敏感元件 如冷光探测器或改进后的光学显微镜探测到 这就使得对包括感染在内的多种生命活动进程进行观察成为可能 例如 冷光素酶已經被用於商業化的次世代焦磷酸定序技術 英语 Pyrosequencing 藉由dNTP接上DNA鏈時水解放出的焦磷酸 透過另外一個硫酸鹽腺甘酸轉移酶 英语 Sulfate adenylyltransferase 反應 冷光素酶能將產物ATP與冷光素轉化為冷光 機器藉此探測光線並定序 冷光素酶也可以被用于检测血库中所存血液中的红血球是否开始破裂 法医可以用含有萤光素酶的溶液来检测犯罪现场中残留的血迹 医院用冷光素酶的发光来发现特定的疾病 冷光素酶还可以作为 报告蛋白 被用于分子生物学研究中 例如 用于在转染过冷光素酶的细胞中检测特定启动子的转录情况或用于探测细胞内的基因轉錄活性 这一技术被称为报告基因检测法或冷光素酶检测法 Luciferase Assay 冷光素酶是一个热敏感蛋白 因此经常被用于研究蛋白热变性过程中热休克蛋白的保护能力 此外 冷光素酶水母素的冷光强度与环境中钙离子浓度相关 因此可用于检测生物体内的钙 2 参见 编辑萤火虫 生物发光 水母素参考文献 编辑 IUBMB Enzyme Nomenclature 页面存档备份 存于互联网档案馆 Renilla luciferin reaction is triggered by calcium ions 于2007年11月1日引用 A Mithofer and C Mazars Aequorin based measurements of intracellular Ca2 signatures in plant cells 存档副本 2005 09 08 原始内容存档于2005 07 28 英文 Thomas O Baldwin Firefly luciferase the structure is known but the mystery remains Structure 1996 Mar 15 4 3 223 8 英文 Greer LF 3rd Szalay AA Imaging of light emission from the expression of luciferases in living cells and organisms a review Luminescence 2002 Jan Feb 17 1 43 74 外部連結 编辑 英文 生物荧光化学 页面存档备份 存于互联网档案馆 英文 PDB数据库中的萤火虫萤光素酶 页面存档备份 存于互联网档案馆 英文 PDB数据库中的细菌萤光素酶 英文 一氧化氮与萤火虫发光 页面存档备份 存于互联网档案馆 英文 Promega公司Gene Expression and Reporter中用到荧光素酶的技术 取自 https zh wikipedia org w index php title 萤光素酶 amp oldid 75052655, 维基百科，wiki ，书籍，书籍，图书馆，
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