1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.1 荧光素酶的简介

荧光素酶（luciferase）是存在于生物体内能够催化荧光素或者脂肪醛氧化使生物产生荧光的酶的统称。常见的产生荧光的生物有很多，像发光鱼，发光蘑菇，萤火虫，发光细菌等。其中萤火虫体内的萤光素酶（photinus pyral）最具有代表性。在其化学反应中，萤火虫萤光的产生是源于荧光素酶催化下的萤光素的氧化。 荧光素酶的种类有很多，如：细菌荧光素酶（bacterial luciferase，简称bl）、萤火虫荧光素酶（firefly luciferase）以及其他荧光素酶。荧光素酶的种类繁多，其中以细菌荧光素酶和萤火虫荧光素酶的研究最为详细。目前自然界中常见的可以产生萤火虫荧光素酶的生物有：北美萤火虫（photinus pyralis）、日本萤火虫（luciola cruciata）、欧洲萤火虫（l.mingrelica）、中华黄萤（l.chinesis l）等；其中北美萤火虫是目前萤火虫荧光素酶发光体系中研究和应用最多的。可以提取细菌荧光素酶的生物主要有：埃希氏菌(escherichia coli)、明亮发光杆菌(photobacterium phosphoreum )、羽田希瓦氏菌（alteromonas hanedai）、费氏弧菌(vibrio fischeri)等多种发光菌中提取出细菌荧光素酶；

1.2 荧光素酶的结构

1.2.1 萤火虫荧光素酶

萤火虫荧光素酶是由单一的多肽链组成的蛋白质和脂类复合物，相对分子质量约为60-64 kd。来源于不同种类萤火虫的荧光素酶的分子量和结构也有所不同，其中报道最多的是来源于北美萤火虫的荧光素酶，分子量约为62 kd，由550个氨基酸残基构成^[1]；而来源于日本萤火虫和东欧萤火虫的萤光素酶相似，分子量约为61 kd，由548个氨基酸残基构成^[2]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

（（1）学习基本的分子理论知识及其操作，将所构建的Spy-luciferase（带有SpyCatcher/SpyTag蛋白标签）、Snoop-luciferase（带有SnoopCatcher/SnoopTag蛋白标签）的质粒转化入大肠杆菌BL21宿主，并成功实现表达，提纯蛋白。 （2）考察Spy-luciferase、Snoop-luciferase与野生型荧光素酶在热稳定性方面的差异。 （3）考察Spy-luciferase、Snoop-luciferase与野生型荧光素酶在pH稳定性方面的差异。 （4）从结构角度研究不同荧光素酶存在催化性能差异的原因。