荧光素酶在实验室中的应用

[2013/11/22]

　　荧光素的产生实质上是受荧光蛋白基因的控制的，在这种基因的转录和翻下指导合成的荧光蛋白实质上就是荧光素酶了

　　荧光素是自然界中能够产生生物萤光的酶的统称，其中最有代表性的是一种学名为Photinuspyrali’的萤火虫体内的萤光素酶。在相应化学反应中，萤光的产生是来自于萤光素的氧化，有些情况下反应体系中也包括三磷酸腺苷(ATP)。没有萤光素酶的情况下，萤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。萤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萤光素酶。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)萤光素酶，就可以用高敏感度的CCD相机进行对动物体内进行活体观察而不会伤害到动物本身。

　　在萤光素酶中加入正确的萤光素底物就可以放出萤光，而发出的光子可以被光敏感元件，如萤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，萤光素酶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。医院用萤光素酶的发光来发现特定的疾病。萤光素酶还可以作为“报告蛋白”被用于分子生物学研究中，例如，用于在转染过萤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ATP的水平;这一技术被称为报告基因检测法或萤光素酶检测法(LuciferaseAssay)。萤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。

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