科學(xué)家利用螢火蟲的熒光蛋白酶（luciferase）來顯示分子間運動的狀況,。
生物體中的訊息傳遞路徑（signal pathway）管理著許多重要的功能，細胞周期的進行,、新陳代謝等等作用都需要經(jīng)由訊息傳遞路徑來調(diào)控,。而在訊息傳遞路徑的調(diào)控當中，蛋白質(zhì)之間的作用扮演了相當重要的角色,，磷酸化（phosphorylation）就是一例,。
不過訊息傳遞路徑的運作，會依細胞所處組織環(huán)境的不同而有所改變,，這是不能在體外實驗中忠實呈現(xiàn)出來的一面,。因此有人使用正子斷層攝影（PET）或是生物冷光（bioluminescence）的方式，嘗試以非侵入式的方法，來獲得生物體內(nèi)蛋白質(zhì)之間作用的過程,。而目前偵測蛋白質(zhì)之間作用的策略包括了活化或抑制轉(zhuǎn)譯的步驟,、活化訊息傳遞路徑，或是還原被中斷的蛋白酶活性,。
在蛋白酶活性方面,，若將單一蛋白質(zhì)切成兩半，這兩個片段并不會自行組合而產(chǎn)生作用,。只有在這兩個片段能夠經(jīng)由藥物等其它作用而再度團圓時,，才會進行正常的蛋白酶功能。但是螢火蟲的熒光蛋白酶受限于其N端部分所發(fā)出的藍綠色光（藍綠色光穿透生物體的效果不佳）,；水母的熒光蛋白酶應(yīng)用在生物體上的種種限制,，所以現(xiàn)有的熒光蛋白酶系統(tǒng)無法完全滿足非侵入式蛋白質(zhì)作用造影的需求。
不過最近在美國華盛頓大學(xué)的博士后研究員Kathryn E. Luker所領(lǐng)導(dǎo)的研究中,，則改進了現(xiàn)有的熒光蛋白酶互補造影系統(tǒng)（luciferase complementation imaging, LCI）,。
他們首先制造出不同重迭長度的熒光蛋白酶N端及C端配對，然后使用細菌來觀察這些配對的作用狀況,，選出發(fā)光度最強的三對,，接著觀察這三對熒光蛋白酶組合在生物體中的表現(xiàn)。
在老鼠方面的實驗,，他們用選用了兩種因為免疫抑制劑rapamycin而作用的蛋白質(zhì),，一種稱為mTOR（mammalian Target of Rapamycin）的蛋白質(zhì)，另一個則是FKBP,。他們將mTOR上一個跟FKBP-rapamycin復(fù)合物親和性很高的區(qū)域──FRB──與熒光蛋白酶的N端部分結(jié)合,；熒光蛋白酶C端部分則與FKBP結(jié)合。結(jié)果顯示,，只有在rapamycin注入老鼠體內(nèi)時,，熒光蛋白酶片段才會結(jié)合而發(fā)出熒光，另外在細胞中觀察磷酸化相關(guān)的反應(yīng)也得到很好的效果,。
在他們的方法當中,，熒光蛋白酶片段在結(jié)合時所發(fā)出的熒光是背景的1200倍，超過目前現(xiàn)有系統(tǒng)的表現(xiàn),。這使得LCI這個檢測方法的靈敏度大大地提高,，也讓偵測一些親和力沒那么強的蛋白質(zhì)作用成為可能。這個方法目前正用來進行更多不同蛋白質(zhì)作用的檢測,，不過可預(yù)見的是,，這個方法將成為一個在藥物篩選上極為有力的工具。
原文：
Kathryn E. Luker, et al. Kinetics of regulated protein–protein interactions revealed with firefly luciferase complementation imaging in cells and living animals. PNAS published July 29, 2004, 10.1073/pnas.0404041101.
