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ATCC菌種發光機理的研究表明，不同種類的發光細菌的發光機理是相同的，是由特異性的熒光酶(LE)、還原性的黃素(FMNH2)、八碳以上長鏈脂肪醛(RCHO)、氧分子(02)所參與的復雜反應，大致歷程如下：
FMNH2+LE→FMNH2•LE+O2→LE·FMNH2·O2
+RCHO→LE·FMNH2·O2·RCH0→LE+FMN+H2O+RCOOH+光
概括的說就是，ATCC菌種生物發光反應是由分子氧作用，胞內熒光酶催化，將還原態的黃素單核苷酸(FMNH2)及長鏈脂肪醛氧化為FMN及長鏈脂肪酸，同時釋放出zui大發光強度在波長為450-490nm處的藍綠光。其中三步反應產生三種中間產物，壽命極短，很難分離出來。
熒光素酶是生物體內催化熒光素或脂肪醛氧化發光的一類酶的總稱，細菌熒光素酶是含α、β兩個多肽亞基的單加氧酶，只有兩個亞基共存時才有活性。從不同海洋細菌中提取到的細菌熒光素酶其分子量差別較小。王安平等分離純化了東方弧菌的熒光酶并對其酶學性質進行了研究，分離得到了兩個分子量分別為44kD和41kD的亞基，該酶反應的*溫度在l8℃，ATCC菌種超過25℃酶即迅速失活。