ホタルルシフェリン
in vivoでのホタルルシフェリンの合成は完全には解明されていない。D-システインと2-シアノ-6-ヒドロキシベンゾチアゾールとの縮合反応であり、化合物を合成的に生成するために使用されるのと同じ反応である、酵素経路の最終段階のみが研究されている。これは、2つの化合物の原子の放射標識とluciferin-regenerating enzymeの同定により確認された。
ホタルでは、ルシフェラーゼにより触媒されるルシフェリンの酸化により、ペルオキシ化合物である1,2-ジオキセタンが生成される。ジオキセタンは不安定であり、二酸化炭素と励起ケトンに自然に崩壊し、発光(生物発光)により過剰なエネルギーを放出する。
ホタルルシフェリンとその修飾基質は脂肪酸を模倣しており、生体内の脂肪酸アミドヒロラーゼ (FAAH) の局在化に用いられている。ホタルルシフェリンは、ABCG2トランスポーターの基質であり、トランスポーターの阻害剤をスクリーニングするための生物発光イメージングハイスループットアッセイの一部として使用されている。