省医科院科研团队成功改造荧光素酶显著提升其催化性能

 近日，安徽省医学科学研究院科研人员许勇、白宇主导的研究团队，在国际知名学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（影响因子7.7，中科院一区Top期刊）发表重要研究成果。该团队成功对萤火虫来源的荧光素酶进行定向改造，大幅提升其在人体体温环境下的催化活性与稳定性，为生物检测、医学研究等领域提供了新型高效工具酶，彰显了省医科院在生物大分子改造领域的科研实力。

 荧光素酶是一类能催化生物发光反应的酶，广泛存在于萤火虫等生物体内，是萤火虫发光的核心“功臣”。在科研与医学领域，荧光素酶因其独特的发光特性，被广泛应用于细菌污染检测、基因活性观察、活体动物体内成像等多个场景，成为窥探“看不见的生物过程”的重要工具。  

然而，天然荧光素酶存在明显局限——其最佳活性温度与人体体温（37℃左右）不匹配，在该温度下活性偏低、发光效率不足，极大限制了其在生物医学领域的实际应用。

 为破解这一技术瓶颈，研究团队以耐热型萤火虫荧光素酶为基础，采用“定点改造”技术，对其分子结构进行了三个关键位点的精准修饰，成功研发出新型荧光素酶Ppe146-LGR。这种精准的分子“微调”，既保留了天然酶的稳定性，又针对性优化了其温度适应性与催化效率，实现了性能的全方位提升。

实验数据显示，改造后的新型荧光素酶表现出显著优势：在37℃人体体温环境下，对D-荧光素和ATP底物的催化效率提升3.7倍以上，少量底物即可产生更强的发光信号；最佳工作温度从原来的60℃降至40℃左右，更贴合细胞培养、活体检测等实际应用场景；发光波长红移至580纳米，且pH值趋近中性，不仅更易被检测设备捕捉，也更适配生物体内的环境，有效降低了检测干扰。

后续验证实验中，Ppe146-LGR在细菌快速检测、细胞报告基因实验中均展现出更高的灵敏度和更稳定的信号输出，成功打破了传统荧光素酶“活性与稳定性难以两全”的行业困境。

目前，该研究成果已获得国家发明专利授权，研究团队正积极推进成果转化，未来有望在医学检验、药物研发、环境监测等多个领域实现广泛应用，为相关领域技术升级提供重要支撑。