Luciferin, Sammelname für jene Substrate, die bei der Einwirkung des Enzyms Luciferase in Gegenwart von Sauerstoff zur Biolumineszenz befähigt sind. Für die Lichtaussendung sind elektronisch angeregte Oxidationsprodukte des L. (vermutlich Peroxide) verantwortlich. Bisher kennt man fünf in ihrer Struktur aufgeklärte L., die nach ihrem Vorkommen benannt werden. Photinus-L. (Biolumineszenz,Abb.) stammt aus Leuchtkäfern der Gattung Photinus und stellt das einzige natürliche Benzthiazolderivat dar. Sowohl die D- als auch die L-Form sind chemolumineszent, aber nur die D(-)-Verbindung – gelbliche Nadeln, F. 190 °C (Zers.), [α]

-29° (Formamid) – gibt mit Luciferase, O₂, ATP und Magnesiumionen eine Biolumineszenz. Obgleich verschiedene Photinus-Arten grünes bis gelbes Licht emittieren, weisen sie alle das gleiche L. auf und unterscheiden sich nur durch die beteiligte Luciferase. Latia-L. (Abb.) aus der Süßwasserschnecke Latia neritoides hat eine ungewöhnliche Sesquiterpenstruktur. Auf einen Stimulus hin scheidet das Tier einen Schleim aus, der als Folge der Reaktion des L. mit Luciferase, O₂ und einem "Purpurprotein" stark fluoresziert. Cypridina-L. und eine spezifische Luciferase werden im Muschelkrebs Cypridina hilgendorfii in getrennten Drüsen gespeichert. Auf einen Impuls hin sezerniert das Tier beide Komponenten gleichzeitig in das sauerstoffhaltige Meerwasser, wo sie sich lösen und beim Vermischen eine blaue Fluoreszenz erzeugen. Biosynthetisch wird das Cypridina-L. aus Tryptophan, Arginin und Isoleucin aufgebaut. Renilla-L. (Abb.) aus der Federkoralle Renilla reniformis (Seestiefmütterchen) ist eine instabile Verbindung, die in Form ihres Sulfosäureesters gespeichert wird. Eine L.-Sulfokinase setzt das L. frei. Durch elektrische oder mechanische Reize erfolgt die Auslösung der Biolumineszenz, die sich in konzentrischen Wellen grünen Lichts über die Oberfläche des Tieres zieht.

Bakterien-L. ist noch nicht charakterisiert worden. Die Luciferase erzeugt aber mit FMNH und einem geradkettigen Aldehyd mit mehr als sieben C-Atomen eine Lumineszenz.

Strukturuntersuchungen sind sehr aufwendig, da das L. nur in sehr kleinen Mengen vorkommt. 30.000 Leuchtkäfer liefern 15mg und 40.000 Korallen 0,5mg des jeweiligen L. Viele L. oder synthetische Analoga zeigen eine spontane Chemolumineszenz, wenn sie in protonenfreien Lösungsmitteln, wie Dimethylsulfoxid, reagieren. Die Quantenausbeuten sind aber geringer als bei der Biolumineszenz. Aequorin, Photoproteine.

Luciferine