熒光素酶在實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用

　　熒光素的產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上是受熒光蛋白基因的控制的，在這種基因的轉(zhuǎn)錄和翻下指導(dǎo)合成的熒光蛋白實(shí)質(zhì)上就是熒光素酶了

　　熒光素是自然界中能夠產(chǎn)生生物螢光的酶的統(tǒng)稱，其中最有代表性的是一種學(xué)名為Photinuspyrali’的螢火蟲體內(nèi)的螢光素酶。在相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中，螢光的產(chǎn)生是來自于螢光素的氧化，有些情況下反應(yīng)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(yīng)的速率非常慢，而鈣離子的存在常�？梢赃M(jìn)一步加速反應(yīng)(與肌肉收縮的情況相似)。

　　螢光素酶可以在實(shí)驗(yàn)室中用基因工程的方法生成，并被用于多種不同的實(shí)驗(yàn)。螢光素酶的基因可以被合成并插入到生物體中或轉(zhuǎn)染到細(xì)胞中。研究者利用基因工程已經(jīng)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(qiáng)大的研究手段，可以對整個(gè)動(dòng)物體中的細(xì)胞群落進(jìn)行分析：將不同類型的細(xì)胞(骨髓干細(xì)胞、T細(xì)胞等)標(biāo)記上(即表達(dá))螢光素酶，就可以用高敏感度的CCD相機(jī)進(jìn)行對動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行活體觀察而不會(huì)傷害到動(dòng)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(fā)出的光子可以被光敏感元件，如螢光探測器或改進(jìn)后的光學(xué)顯微鏡探測到。這就使得對包括感染在內(nèi)的多種生命活動(dòng)進(jìn)程進(jìn)行觀察成為可能。例如，螢光素酶可以被用于檢測血庫中所存血液中的紅血球是否開始破裂。法醫(yī)可以用含有螢光素酶的溶液來檢測犯罪現(xiàn)場中殘留的血跡。醫(yī)院用螢光素酶的發(fā)光來發(fā)現(xiàn)特定的疾病。螢光素酶還可以作為“報(bào)告蛋白”被用于分子生物學(xué)研究中，例如，用于在轉(zhuǎn)染過螢光素酶的細(xì)胞中檢測特定啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄情況或用于探測細(xì)胞內(nèi)的ATP的水平;這一技術(shù)被稱為報(bào)告基因檢測法或螢光素酶檢測法(LuciferaseAssay)。螢光素酶是一個(gè)熱敏感蛋白，因此經(jīng)常被用于研究蛋白熱變性過程中熱休克蛋白的保護(hù)能力。