萤光素酶的反应机制

萤光生成反应通常分为以下两步：

萤光素 +ATP→ 萤光素化腺苷酸（luciferyl adenylate） +PPi

萤光素化腺苷酸 +O2→ 氧萤光素 +AMP+ 光

这一反应非常节省能量，几乎所有输入反应的能量都被转化为光。与之形成鲜明对比的是人类使用的白炽灯，只有约10%的能量被转化为光，剩余的能量都变为热能而被浪费。

萤光素或萤光素酶不是特定的分子，而是对于所有能够产生萤光的底物和其对应的酶的统称，虽然它们各不相同。不同的能够控制发光的生物体用不同的萤光素酶来催化不同的发光反应。最为人所知的发光生物是萤火虫，而其所采用不同的萤光素酶与其他发光生物如荧光菇（发光类脐菇，Omphalotus olearius）或许多海洋生物都不相同。在萤火虫中，发光反应所需的氧气是从被称为腹部气管（abdominal trachea）的管道中输入。一些生物，如叩头虫，含有多种不同的萤光素酶，能够催化同一萤光素底物，而发出不同颜色的萤光。萤火虫有2000多种，而叩甲总科（包括萤火虫、叩头虫和相关昆虫）则有更多，因此它们的萤光素酶对于分子系统学研究很有用。如今研究得最透彻的萤光素酶是来自Photinini族萤火虫中的北美萤火虫（Photinus pyralis）。