ルシフェラーゼ
ホタルルシフェリン-4-モノオキシゲナーゼ (ATP加水分解) (Photinus-luciferin 4-monooxygenase (ATP-hydrolysing))、通称:ホタルルシフェラーゼ (firefly luciferase) はホタル体内で化学発光を触媒する酸化還元酵素である。1957年に単離・精製され、1961年にその平面構造が決定されている。
ホタルの発光効率は極めて高く、発光量子効率は約0.88であると報告されていた(1960年 McEory)が、その後の検証で約0.41であると報告されている(2008年 安藤)。ホタルの光は明滅するが、このフラッシュ発光はNO(一酸化窒素)により制御されていることが提唱され、以下のように考えられている。神経末端と発光細胞の間にあるNO合成酵素(NOS)が、NOを生産し、発光細胞のミトコンドリアのチトクロムcオキシダーゼと呼ばれる酵素の活性を抑える。すると、ホタルルシフェラーゼが局在しているペルオキシソームの中の酸素量が増え、発光反応を促進させる。したがって、ペルオキシソームの酸素量は直接にホタルの発光明滅に関わると考えられる。
ホタルルシフェラーゼの反応は2段階により進行する。