基本介紹
- 中文名：腔腸素
- 外文名：Coelenterazine
- 領域：生物學，光學
簡介,螢光素,螢光素酶,
簡介
螢光素
螢光素（Luciferin，源於拉丁語：lucifer，意思是“光明帶來者”，詞根是：lux，“光明”的意思）是一個通用名稱，泛指所有 在生物中發現，能產生生物光的化合物。螢光素一般透過由一種酶作催化的氧化過程，令化合物進入激發態的中間體，然後當衰變回到其基態時以可見光的形式放出能量。有關合物可能同時也是螢光素酶與發光蛋白的基質。
在18世紀初，瑞尼·瑞歐莫發現：把乾燥了和研磨的會發光微生物粉末加水，會令這些混合物再度發光。第一個有關“螢光素-螢光素酶系統”的實驗報告可以追溯到法國的拉斐爾·杜勃瓦。他於1885年發現在螢火蟲在光成像反應中使用時的一種物質。他從各種生物體中提取出可以產生生物光的物質。當中不會被熱破壞的，他叫做螢光素；另外一種不耐熱的，他叫做螢光素酶。
接下來的是20世紀初由牛頓·哈維進行的實驗。 他發現“螢光素-螢光素酶系統”的特異性。所以一個物種的螢光素不能由另一個物種的螢光素酶來實現。
螢光素酶
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：
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）。
