ATP生物发光测定试剂研究进展

萤火虫荧光素酶是ATP生物发光试剂的关键组成部分,可通过萤火虫尾提取纯化或基因工程技术制备,酶的活力和纯度决定了ATP生物发光试剂的性能。迄今许多先进技术在ATP生物发光试剂的制备中均有应用,包括酶基因工程改造技术、ATP循环的酶法放大技术、荧光素酶蛋白的活力及发光稳定技术,特异的细胞ATP提取技术等。ATP生物发光试剂的研究焦点主要集中在提高发光试剂的检测灵敏度和性能、增加产品的适应性等方面。     

细菌荧光素酶体外发光体系的建立及应用于NADH定量检测

摘要：【目的】本研究旨在建立鳆发光杆菌（Photobacterium leiognathi）YL 荧光素酶：FMN-NADH氧化还原酶体外发光双酶体系,并对荧光素酶：FMN-NADH氧化还原酶体外发光双酶体系应用于NADH的定量检测进行初步探索。【方法】利用从鳆发光杆菌提取并经部分纯化的荧光素酶和FMN-NADH氧化还原酶,通过优化体系中各底物的添加量,实现荧光素酶的体外发光。【结果】荧光素酶：FMN-NADH氧化还原酶体外发光双酶体系为：1 mL酶液中添加100 μL十二烷醛（27 mmol/L）、0.5 μL FMN-Na（10 mmol/L）、300 μL NADH（0.14 mmol/L）。NADH与荧光素酶：FMN-NADH氧化还原酶体系的发光强度呈良好的线性关系,其线性范围为1.0×10-10 ～1.0×10-8 mol/L。【结论】荧光素酶：FMN-NADH氧化还原酶体外发光双酶体系可以简便、灵敏、快速的定量检测NADH,为其进一步应用于环境检测、食品卫生与安全等领域活细菌数量的检测奠定了基础。     

荧光素酶研究进展

荧光素酶（Luciferase）可以分为萤火虫荧光素酶和细菌荧光素酶两大类。萤火虫荧光素酶是分子量为60－64kD的多肽链,在Mg^2 、ATP、O2存在时,催化D－荧光素（D－Luciferin）氧化脱羧,发出光（λ=550-580nm）。细菌荧光素酶是含α、β两个多肽亚基的加单氧酶,它催化长链脂肪醛、FMNH2和O2的氧化反应,发出绿蓝光（λ=490nm）。萤火虫荧光素酶和细菌荧光素酶可分别从萤火虫和发光细菌中直接提前,亦可用基因工程的方法进行生产。荧光素酶催化的发光反应能用生物发光检测仪进行灵敏、快速检测,因此该酶有多方面的途径,如应用于快速检测、报告基因分析、有毒有害物质分析等。     

化学合成的萤火虫荧光素的理化性质

萤火虫荧光素酶(luciferase,简称荧光素酶)发光系统是各类生物发光中研究得最深入,最透彻的一类,也是生物发光分析中应用得最广泛的一种。在国外,有关生物发光分析试剂都已商品化,而国内则很少,只有粗荧光素酶。荧光素是有关生物发光分析中必不可少的有机试剂。为此,我们研制了荧光素,并与国外产品作了比较。     

荧光素酶在蛋白相互作用研究中的应用

蛋白质相互作用参与细胞的多项生理活动,是生命科学研究的一个重要领域。化学发光,特别是基于生物酶的化学发光即生物发光,提供了极灵敏的检测信号,因而在实际应用中具有诸多优势。荧光素酶如萤火虫荧光素酶、细菌荧光素酶、海肾荧光素酶,以及近年来出现的几种低分子量荧光素酶,具有不同的酶催化特性及理化特征。它们应用于蛋白质片段互补与共振能量转移技术等各种生化检测方法,为观察蛋白质相互作用提供了更安全便捷的手段,拓宽了蛋白质相互作用检测技术的适用范围。本文综述了常用荧光素酶的特征和它们在各种蛋白质相互作用检测方法中使用的原理、策略及其适用性。     

真菌发光途径的研究与应用进展

真菌发光途径(fungal bioluminescence pathway, FBP)是一种来源于真菌的生物发光代谢途径。其能够利用FBP途径基因簇表达的蛋白,以咖啡酸为底物,合成真菌荧光素,在真菌荧光素酶的催化下,生成不稳定高能小分子,之后分子能量衰减释放出波长约为520 nm的绿色荧光。在发光真菌中,真菌发光途径基因在进化上非常保守。与其他生物发光系统不同的是,真菌发光途径适合于真核生物,特别是植物中的工程化应用。目前,经过代谢路径优化的发光植物可以持续发出肉眼可见光,照亮周围环境。该发光系统在生物检测、生物传感器、发光园艺植物培育和绿色照明等领域具有广阔的应用前景。     

发光菌的特性及其应用

<正>生物发光是指生物体自身发光的现象。在黑暗的背景下,暗适应后的肉眼能直接观察到这种发光。在自然界许多生物都能发光,例如水母、甲藻、荧火虫及细菌等生物,但它们发光的系统各不相同,荧火虫需要ATP参与,水母需要Ca~(2+)参与,而细菌发光则需要FMNH_2。此外,它们发光的波长也不相同:荧火虫入max为562nm,水母入max为469nm,细菌入max为495nm,这些生物发光系     

基于ATP生物发光法的微生物数量快速检测技术的研究进展

微生物数量的快速检测一直是工业生产与食品行业需要解决的问题,腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)生物发光法具有操作简便、检测周期短等优点,可满足一般微生物检测的需求。然而,ATP生物发光法的准确性也受到不同因素的影响,如微生物的ATP检测限值较高、微生物自身及其他因素(如非微生物ATP、提取剂种类、荧光素酶活性等)均对微生物数量的检测产生影响。本文简述了不同微生物数量检测方法的优缺点,介绍了ATP生物发光法的发展历程及原理,综述了非微生物ATP与游离ATP、微生物量、ATP提取剂、荧光素酶等因素对ATP生物发光法灵敏度与稳定性的影响,归纳总结了ATP生物发光法及检测设备在食品、医疗、污水处理等领域的应用现状,并就ATP生物发光法体系的优化及ATP在线检测的应用等方面进行了展望,以期为ATP生物发光法的高效应用提供新的思路。     

生物发光及化学发光在生物医学领域中应用的进展

生物发光和化学发光在生物医学领域内的应用主要包括细胞学检测,分子生物学、卫生学检测,生物传感器、脂质过氧化检测和药物筛选等六个方面,其中细胞学检测主要是利用细胞内ＡＴＰ导致的虫荧光素酶发光进行活细胞计数,目前已实现快速、动态、单细胞分析;同时发现了一些新的与生物或化学发光有关的细胞学指标。分子生物学领域内的应用主要为报告基因和分子杂交,近年来又有人推出了生物发光实时ＤＮＡ测序技术。卫生学检测则主要     

发光免疫技术和应用

<正> 自然界中,生物发光现象甚为普遍。从单细胞的细菌到高等动物,乃至人都有发光现象,只是强弱不同而已。古人对这些早有一定认识。近廿多年来,已能用生物发光技术测定许多种物质,然而化学发光的研究要晚些。1928年重要的发光物质鲁米那(1u-minol,3-氨基苯=甲酰肼)发现后,逐渐建立了化学发光测定法。自1977年以来,人们成功地把化学发光反应试剂(鲁米那、异鲁米那及其衍生物、邻苯三酚,过氧化物酶、荧光素酶等)通过重氮化反应或与戊二醛、混合酐、碳化二亚胺等作用,使发光剂反应试剂与免疫体系(抗原或抗体)共价偶联,从而建立了化学发光免疫测定法(Chemiluminessent immunoassay CL-IA),它是继荧光免疫测定(FIA),放射免疫测定(RIA)和酶免疫测定(EIA)后发展起来的第四种免疫标记技术,该技术不断被发展、完善和应用,目前已有成套仪器和检测药合供应。下面就CLIA的优点、原理和方法学及应用作简单介绍。     

观察生物发光现象的好材料——发光细菌

生物发光是生物界的普遍现象。人们最常见的是萤火虫的发光。然而,在辽阔的自然界,发光生物何止萤火虫,例如,在微生物中,就有能发光的细菌。这种细菌寄生或共生于各种海洋动物如各种鱼类的体表、内脏或专门的发光器官中。一旦条件适宜就能发出蓝绿色的光     

生物发光分析及其应用

生物发光分析是利用生物体系在酶催化中所产生的发光来测定反应物质浓度的一种灵敏方法。近年来,由于将酶固定以及和免疫技术结合,灵敏度已提高到接近放射免疫技术的水平;而且由于它是一种非损伤性探测法,因而已开始广泛应用于生物学与医学实践中。     

在大肠杆菌中合成的萤火虫荧光素酶的分离和性质

用生物工程技术将萤火虫荧光素酶基因转移到大肠杆菌,在大肠杆菌中合成荧光素酶。这种工程菌已可通过发酵大量培养,并从菌体分离得到接近纯化的荧光素酶。这种酶的分子量是103kD;巯基试剂5,5’-巯基-2(2-硝基苯甲酸)“DTNB”能抑制酶的活性;对于底物荧光素的K_m为1.2μmol/L;酶反应最适pH为7.77;酶催化的生物发光峰在560nm。     

发光细菌lux报告基因系统的评价及应用

细菌生物发光基因（ｌｕｘ）的成功分离和表达极大地促进了其在应用和基础研究上的进展,几乎所有的发光细菌可归于３个属（发光杆菌属（Ｐｈｏｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）;弧菌属（Ｖｉｂｒｉｏ）;异短杆菌属（Ｘｅｎｏｒｈａｂｄｕｓ））,ｌｕｘ基因是编码和调控发光细菌生物发光的操纵子,与其他报告基因相比,具有快速、简便、灵敏和对细胞无伤害的优点,在分子生物学、临床微生物、以及生化检测中呈现潜在应用价值。本文就ｌｕｘ报告基因系统的优缺点及其与常用的几个报告基因系统进行比较和评价,并就ｌｕｘ报告基因系统在基因表达、…     

微量ATP的荧光素酶分析方法的研究

利用荧光素酶发光系统、测定ATP及有关的代谢物和酶的方法首先为McElvoy和Strechler报道。荧光素酶系统的发光机制可归纳为二步反应:LH_2(荧光素) ATP AMP·LH_2 P-P (1)LH_2·AMP 1/2 O_2→L·AMP~* H_2O→L·AMP hγ H_2O (2) 由于这一反应系统简单、快速、灵敏、专一性强,因此,不仅在生命科学研究中有重要的用途,而且在工农医生产中,也得到日趋广泛的应用。本文旨在说明:1.自己装置的测量仪器灵敏度     

NADH荧光法快速检测细菌总数

基于细菌胞内NADH的荧光特性及其在胞内含量稳定的特性, 建立一种快速检测细菌总数的新方法。该荧光法的NADH检测限为1 nmol/L, NADH含量在10 nmol/L~0.2 mmol/L间与荧光强度呈良好线性关系(R2 =0.9905)。经离心获得菌体细胞, 热Tris-HCl法提取胞内NADH, 以 342 nm为激发波长, 461 nm为发射波长测定提取液荧光强度, 1 h内可检测到样品1×104 CFU/mL菌数。结果表明该方法快速、灵敏、简便、重复性好, 可适用于食品卫生与安全、环境检测等领域活细菌数量的定量检测。     

电转系统介导的荧光素酶稳定表达PANC-1细胞的构建及其生物发光成像检测

在构建稳定表达荧光素酶的人胰腺癌PANC-1细胞的基础上,建立适合活体成像研究的胰腺癌动物模型,为深入研究胰腺癌发病机制打下基础。该研究运用Lonza NucleofectorTM核转染系统将携带有荧光素酶基因(firefly luciferase,luc)的质粒(GV258)稳定转染PANC-1细胞,利用嘌呤霉素筛选出能稳定表达荧光素酶的细胞株PANC-1-LUC,并应用活体成像系统对其体内外生物发光进行检测。进一步构建PANC-1-LUC裸鼠皮下移植瘤,同样方法接种慢病毒载体构建的PANC-1-luc细胞作为对照,观察成瘤率、瘤体积,检测生物发光强度。体内外生物发光检测结果均显示,光通量值与细胞数之间呈显著的直线相关(P0.01)。PANC-1-LUC细胞皮下接种裸鼠,1周成瘤率即达80%以上,瘤体积可达平均100 mm3。观察6周,裸鼠皮下肿瘤生长符合Gompertzian曲线。每周的生物发光检测结果均显示,PANC-1-LUC移植瘤的光强度与瘤体积有显著的线性关系(P0.05)。以上结果说明,该文所构建的PANC-1-LUC细胞株能够稳定、长期地表达荧光素酶,更适合构建活体成像研究的裸鼠胰腺癌模型。     

NF-κB荧光素酶报告基因系统的构建及验证

为了定量检测NF-κB的活化效果及筛选与NF-κB活化调控相关的药物,通过去除逆转录病毒载体pQCXIP原有的CMV启动子,并分别插入NF-κB增强子序列及荧光素酶NanoLuc报告基因序列,构建了一种新的含有NF-κB增强子序列和NanoLuc(NLuc)报告基因序列的表达载体,并进一步建立受NF-κB调控的稳定表达NLuc荧光素酶的细胞系。酶切鉴定及测序结果表明成功构建了重组质粒pQCXIP-NF-κB-NLuc;NF-κB信号通路的刺激物肿瘤坏死因子TNF-α作用于构建的稳定表达NLuc的细胞系后出现特异性的荧光素酶反应,且该酶反应与TNF-α的刺激呈良好的时间、剂量依赖性,该结果表明受NF-κB调控的稳定表达NLuc荧光素酶的细胞系构建成功。实例验证中,NF-κB抑制剂雷公藤甲素对此细胞系NLuc荧光素酶表达的抑制呈剂量效应。综上,本实验构建的受NF-κB调控的稳定表达NLuc荧光素酶的报告基因系统可用于NF-κB的活化效果的定量检测及筛选与NF-κB活化调控相关的药物,具有研究和应用价值。     

活体荧光成像对裸鼠肝癌细胞系MHCC97-H原位移植模型的动态量化分析

目的:利用生物自发光的裸鼠肝癌原位移植模型,以活体荧光成像技术对肝癌的生长和转移情况进行动态、量化分析.方法:将稳定转染了荧光素酶(luciferase)基因的人肝癌细胞株MHCC97-H-LUC细胞,移植至裸鼠肝脏包膜下,每周利用活体荧光成像系统对裸鼠体内移植瘤的生长部位和范围进行成像,测量肿瘤细胞生物发光量,动态观察肝癌细胞在裸鼠体内的肿瘤数量、生长速度和转移情况.结果:建立可稳定表达荧光素酶的人肝癌细胞株MHCC97-H-LUC并用于进行生物自发光的裸鼠原位移植模型;利用活体荧光成像系统对裸鼠体内的移植瘤成像,见发光部位由肝脏向腹腔扩散,发光量随时间呈指数级增长;病理学观察证实肿瘤细胞长.结论:利用活体荧光成像技术的动态量化分析可灵敏、准确地监测裸鼠肝癌原位移植模型中肿瘤细胞的生长及转移情况,为肿瘤发生、生长、转移机制及对抗肿瘤生长和转移的体内研究提供了科学的量化手段.     

细菌脱色酶TpmD的酶学特性研究

从嗜水气单胞菌DN322中分离纯化出能够对三苯基甲烷类染料结晶紫、碱性品红、灿烂绿及孔雀绿进行高效脱色的脱色酶,命名为TpmD。在测定TpmD分子量、等电点及对不同三苯基甲烷染料脱色的动力学参数、脱色过程对分子氧及NADH/NADPH具有依赖性的基础上,又进一步从黄素FAD/FMN对酶活力的影响、酶抑制剂、酶蛋白N-末端测序及酶溶液的特征吸收光谱等方面对TpmD的酶学本质进行了分析。结果表明,TpmD不含核黄素,其脱色活性也不因加入FAD或FMN而提高。TpmD的N-末端氨基酸序列与多种氧化还原酶具有同源性。甲吡酮及维生素C(Vc)对TpmD的脱色活性具有明显的抑制作用。TpmD酶蛋白的溶液在408nm处有一特征吸收峰,但在连二亚硫酸钠的还原条件下通入CO气体后,该酶却不具有P450酶在450nm处的特征吸收峰。上述结果显示脱色酶TpmD是一种新的氧化酶。