螢光素酶（英語：Luciferase）是自然界中能夠產(chǎn)生生物發(fā)光的酶的統(tǒng)稱，其中有代表性的是一種學(xué)名為Photinus pyralis的螢火蟲體內(nèi)的螢光素酶。在相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中，熒光的產(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）。
螢光生成反應(yīng)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(yīng)非常節(jié)省能量，幾乎所有輸入反應(yīng)的能量都被轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為光，剩余的能量都變?yōu)闊崮芏焕速M(fèi)。
螢光素或螢光素酶不是特定的分子，而是對于所有能夠產(chǎn)生螢光的底物和其對應(yīng)的酶的統(tǒng)稱，雖然它們各不相同。不同的能夠控制發(fā)光的生物體用不同的螢光素酶來催化不同的發(fā)光反應(yīng)。為人所知的發(fā)光生物是螢火蟲，而其所采用不同的螢光素酶與其他發(fā)光生物如熒光菇（發(fā)光類臍菇，Omphalotus olearius）或許多海洋生物都不相同。在螢火蟲中，發(fā)光反應(yīng)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(fā)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(guān)昆蟲）則有更多，因此它們的螢光素酶對于分子系統(tǒng)學(xué)研究很有用。如今研究得透徹的螢光素酶是來自Photinini族螢火蟲中的北美螢火蟲（Photinus pyralis）。 [1]
生物發(fā)光現(xiàn)象是在生物體內(nèi)，由于生命過程的變化，化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能而發(fā)光的現(xiàn)象。生物發(fā)光在英語中名為bioluminescence，該詞為合成詞，是由希臘語中代表生命的bios與拉丁語中意為光的lumen組合而成。大部分發(fā)光與三磷酸腺苷（ATP）有關(guān)，發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)不限于在細(xì)胞內(nèi)外發(fā)生。對于細(xì)菌，發(fā)光相關(guān)基因的表達(dá)被名為發(fā)光操縱子（Lux operon）的一種操縱子控制。有生物發(fā)光現(xiàn)象的物種在整個進(jìn)化過程中立出現(xiàn)過30次以上。
生物發(fā)光現(xiàn)象在海洋脊椎動物，無脊椎動物，微生物及陸生生物上都有發(fā)現(xiàn)。共生生物中也有發(fā)光生物的蹤跡。
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