對于自然界中的生物發(fā)光現(xiàn)象，大家應(yīng)該都是比較熟悉的，其廣泛存在于海洋生物、微生物和陸生生物中。生物發(fā)光現(xiàn)象其實(shí)是在生物體內(nèi)由于生命過程中由化學(xué)反應(yīng)介導(dǎo)的將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能所產(chǎn)生的，這其中起到主要作用的是一種叫熒光素酶的物質(zhì)。熒光素酶是自然界中能夠產(chǎn)生生物熒光的酶的統(tǒng)稱，最具代表性的是螢火蟲熒光素酶和海腎熒光素酶，被廣泛應(yīng)用到生物學(xué)的報(bào)告基因中——一類可以編碼熒光蛋白或酶，從而將看不見的底物轉(zhuǎn)化為發(fā)光或彩色產(chǎn)物的一類基因報(bào)告系統(tǒng)，光信號(hào)可通過發(fā)光檢測儀或CCD相機(jī)進(jìn)行檢測，是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的一個(gè)重要工具，廣泛應(yīng)用于檢測細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和基因表達(dá)。
 

螢火蟲熒光素酶和海腎熒光素酶雖然同屬于熒光素酶，但是它們的來源及發(fā)光原理、發(fā)光顏色、檢測波長等都不盡相同。

表1 兩種熒光素酶作用原理的區(qū)別

螢火蟲熒光素酶發(fā)光原理：

海腎熒光素酶發(fā)光原理：

利用熒光素酶與底物結(jié)合發(fā)生化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的特性，可以把感興趣的基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件克隆在熒光素酶基因的上/下游，構(gòu)建成熒光素酶報(bào)告質(zhì)粒。然后轉(zhuǎn)染細(xì)胞，經(jīng)適當(dāng)刺激或處理后裂解細(xì)胞，測定熒光素酶活性。通過熒光素酶活性的高低判斷刺激前后或不同刺激對感興趣的調(diào)控元件的影響。
 

圖2 熒光素酶報(bào)告基因檢測流程圖
 

由于螢火蟲熒光素酶和海腎熒光素酶的底物和發(fā)光顏色不同，并且易于定量，檢測靈敏度高，所以在雙報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)中得到廣泛應(yīng)用。在雙熒光素酶報(bào)告基因檢測系統(tǒng)中螢火蟲熒光素酶一般是作為主報(bào)告基因， 海腎熒光素酶通常作為內(nèi)參報(bào)告基因，來標(biāo)定檢測用報(bào)告基因的測量結(jié)果，從而達(dá)到有效地減少實(shí)驗(yàn)誤差的目的。