Allgemeines:

Manche Lebewesen haben die Fähigkeit, selbst oder mit Hilfe von Symbionten Licht zu erzeugen. Dieses Licht ist das Produkt einer biochemischen Reaktion.
Bis zu 95% der chemischen Energie wird in Form von Licht freigesetzt! „kaltes, biogenes Licht“.

Biolumineszenz-Reaktionen dienen in der Luminometrie zur Bestimmung kleinster Mengen von ATP (Adenosintriphosphat), Sauerstoff, NAD(P) (Nicotinamidadenindinucleotid) oder Ca²⁺-Ionen. 

Biolumineszenz wird inzwischen auch als umweltfreundliche Alternative zur radioaktiven Markierung benutzt, um Proteine und Nucleinsäuren sichtbar zu machen. 

Luciferin-Luciferase-System

Das Luciferin-Luciferase-System ist ein aus mehreren Komponenten bestehendes System zur Erzeugung von Biolumineszenz. Zu diesem System gehören die Luciferine, eine Gruppe von polyzyklischen aromatischen Substanzen, die Energie in Form von Photonen abstrahlen können, und die, ähnlich einem Coenzym, mit Enzymen, den Luciferasen, zusammenarbeiten. Wenn diese mit den Luciferinen reagieren, so senden die Luciferine einen Lichtblitz aus. Meist besteht die Reaktion in einer Oxidation der Luciferine mit molekularem Sauerstoff (O₂), der dann die dritte Komponente in diesem System ist. Als vierte Komponente wird in manchen Fällen (z.B. bei den Leuchtkäfern) noch ATP (Adenosintriphosphat) als Energielieferant gebraucht.

"AMP" ist Adenosinmonophosphat, ein Nukleotid

Ausgenommen bei den höheren Pflanzen und Wirbeltieren (mit Ausnahme der Fische), gibt es in allen Gruppen von Organismen Vertreter, die über die Fähigkeit der Biolumineszenz verfügen. Dadurch versuchen die Lebewesen Beute oder Partner anzulocken, zu kommunizieren, abzuschrecken oder zu drohen. Bei uns am bekanntesten ist ein Vertreter aus dem Insektenreich, das Glühwürmchen. Verschiedene Arten von Quallen, Krebsen, Kalmaren und Tiefseefischen sowie Korallen zählen im Meer zu Vertretern von Organismen mit Biolumineszenz-Fähigkeit. Verbreitet ist diese künstliche Leuchtfähigkeit auch bei Pilzen. Hierzulande zählt der Hallimasch zum bekanntesten Vertreter. Im Reich der Einzeller sind vor allem die Dinoflagellaten bekannte Kunstlichterzeuger.

Strukturformel Luciferin: