看板 Gossiping作者 irumina ()標題 [問卦] 有沒有螢光素酶的卦?時間 Wed May 30 21:37:10 2018
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螢光素酶（英語：Luciferase）
是自然界中能夠產生生物發光的酶的統稱，其中最有代表
性的是一種
學名為Photinus pyralis的螢火蟲體內的螢光素酶。在相應化學反應中，螢光
的
產生是
來自於螢光素的氧化，有些情況下反應體系中也包括
三磷酸腺苷（ATP）。沒有
螢光素酶的情況下，螢光素與氧氣反應的速率非常慢，而
鈣離子的存在常常可以進一步加
速反應（與肌肉收縮的情況相似）。
螢光生成反應通常分為以下兩步：
螢光素 + ATP → 螢光素化腺苷酸（luciferyl adenylate） + PPi
螢光素化腺苷酸 + O2 → 氧螢光素 + AMP + 光
這一反應
非常節省能量，幾乎所有輸入反應的能量都被轉化為光。與之形成鮮明對比的是
人類使用的白熾燈，只有約10%的能量被轉化為光，剩餘的能量都變為熱能而被浪費。
螢光素或螢光素酶不是特定的分子，而是
對於所有能夠產生螢光的底物和其對應的酶的統
稱，雖然它們各不相同。不同的能夠控制發光的生物體用不同的螢光素酶來催化不同的發
光反應。最為人所知的
發光生物是
螢火蟲，而其所採用不同的螢光素酶與其他發光生物如
螢光菇（發光類臍菇，Omphalotus olearius）或許多海洋生物都不相同。
在螢火蟲中，
發光反應所需的氧氣是從被稱為腹部氣管（abdominal trachea）的管道中輸入。一些生
物，如
叩頭蟲，含有多種不同的螢光素酶，能夠催化同一螢光素底物，而發出不同顏色的
螢光。螢火蟲有2000多種，而叩甲總科（包括螢火蟲、叩頭蟲和相關昆蟲）則有更多，因
此它們的螢光素酶對於分子系統學研究很有用。
目前研究得最透徹的螢光素酶是來自
Photinini族螢火蟲中的北美螢火蟲（Photinus pyralis）。
=應用=
螢光素酶可以在實驗室中用
基因工程的方法生成，並被用於多種不同的實驗。
螢光素酶的
基因可以被合成並插入到生物體中或轉染到細胞中。研究者
利用基因工程已經使得小鼠、
家蠶、馬鈴薯等一些生物可以合成螢光素酶。間接體外成像是一種強大的研究手段，可以
對整個動物體中的細胞群落進行分析：
將不同類型的細胞（骨髓幹細胞、T細胞等）標記
上（即表達）螢光素酶，就可以用高敏感度的CCD相機對動物體內進行活體觀察而不會傷
害到動物本身。
在螢光素酶中加入正確的螢光素底物就可以放出螢光，而發出的光子可以被光敏感元件，
如螢光探測器或改進後的光學顯微鏡探測到。這就使得對包括感染在內的多種生命活動進
程進行觀察成為可能。例如，螢光素酶已經被用於商業化的次世代焦磷酸定序技術，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反應，螢光素酶
能將產物ATP與螢光素轉化為冷光，機器藉此探測光線並定序。螢光素酶也可以被用於檢
測血庫中所存血液中的紅血球是否開始破裂。
法醫可以用含有螢光素酶的溶液來檢測犯罪
現場中殘留的血跡。醫院用螢光素酶的發光來發現特定的疾病。螢光素酶還可以作為「
報
告蛋白」被用於分子生物學研究中，例如，
用於在轉染過螢光素酶的細胞中檢測特定啟動
子的轉錄情況或用於探測細胞內的ATP的水平；這一技術被稱為
報告基因檢測法或螢光素
酶檢測法（Luciferase Assay）。螢光素酶是一個
熱敏感蛋白，因此
經常被用於研究蛋白
熱變性過程中熱休克蛋白的保護能力。此外，
螢光素酶水母素的發光強度與環境中鈣離子
濃度相關，因此可用於檢測生物體內的鈣。
有沒有螢光素酶的卦?
資料引用來源
https://zh.wikipedia.org/wiki/螢光素酶
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