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생물발광은 살아있는 생물이 빛을 생성하는 매혹적인 자연 현상입니다. 생물발광은 소분자 루시페린의 산화가 효소 루시페라제에 의해 촉매되어 빛을 방출하는 여흥 상태의 종이 형성될 때 발생합니다. 현재까지 30개 이상의 생물발광 시스템이 알려져 있지만, 루시페린-루시페라제 쌍은 단지 11개 시스템만 특성화되었으며, 다른 새로운 시스템은 현재 조사 중입니다. 다양한 루시페린-루시페라제 쌍은 서로 다른 빛 방출 파장 특성을 가지고 있어 여러 가지 응용에 적합합니다. 지난 10년 동안 단백질 공학, 합성 화학 및 물리학에서 큰 발전이 있어 루시페린과 루시페라제가 이전에 탐색되지 않은 응용에 도달할 수 있게 되었습니다. 현재 생물발광 반응은 유전자 분석, 단백질-단백질 상호작용 탐지, 약물 발견 분야의 고처리량 스크리닝(HTS), 위생 관리, 생태계의 오염 분석 및 소형 포유류의 생체 영상화에 일상적으로 사용되고 있습니다. 감지 및 이미징을 넘어 생물발광의 의학 분야에서의 최근 응용은 생물발광 유도 광학 해제, 생물발광 기반 광역학적 치료(PDT) 및 신경 제어를 포함합니다. 다양한 빛을 방출하는 식물의 공학과 같은 청사진 연구가 증가하고 있습니다. 이는 다양한 학문 분야에서 흥미로운 다학제 과학으로 이어졌습니다. 본 리뷰는 생물발광의 과거, 현재 및 미래 응용에 초점을 맞추고 있습니다. 우리는 이 리뷰를 모든 화학자들이 이해할 수 있도록 접근 가능하게 하는 것을 목표로 하며, 이러한 응용이 어떻게 개발되었는지 및 무엇에 의존하는지를 졸업 화학자들이 이해할 수 있는 간단한 용어로 설명합니다.
Syed et al. (금요일)이 이 질문을 연구했습니다.