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荧光素酶及其报告基因的应用和检测

编辑:广州博鹭腾仪器仪表时间:2018-06-07

生物发光

  生物发光(bioluminescence

  是指生物体发光或生物体提取物在实验室中发光的现象。它不依赖于有机体对光的吸收,而是一种特殊类型的化学发光,

  化学能转变为光能的效率几乎为100%。也是氧化发光的一种。生物发光的一般机制是:由细胞合成的化学物质,在一种特殊酶的作用下,使化学能转化为光能。

  与荧光的区别在于: 荧光:荧光检测需要激发光源,发射光的能量来源于激发光,荧光反应为瞬时反应。 发光:生物发光、化学发光,发光反应无需激发光源,发射光的能量来源于化学反应,发光有一定的持续时间。

 

  二 荧光素酶

  荧光素酶Luciferase)是生物体内催化荧光素(luciferin)或脂肪醛(firefly aldehyde)氧化发光的一类酶的总称,来自于自然界能够发光的生物。 自然界存在的荧光素酶来自萤火虫、发光细菌、发光海星、发光节虫、发光鱼、发光甲虫等。细菌荧光素酶对热敏感,因此在哺乳细胞的应用中受到限制。目前,以北美萤火虫虫(Photinus pyralis)来源的荧光素酶基因应用的最为广泛,该基因可编码550个氨基酸的荧光素酶蛋白,是一个61kDa的单体酶,无需表达后修饰,直接具有完全酶活。

 

  发光机制  

    生物荧光实质是一种化学荧光。萤火虫荧光素酶在Mg2+ ATPO2的参与下,催化D2荧光素(D2luciferin) 氧化脱羧,产生激活态的氧化荧光素,并放出光子,产生550580 nm 的荧光,其化学反应式如下。 这种无需激发光就可发出偏红色的生物荧光,其组织穿透能力明显强于绿色荧光蛋白( GFP) 。荧光素酶是靠酶和底物的相互反应发光,特异性很强,灵敏度高,由于没有激发光的非特异性干扰, 信噪比也比较高。

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