萤火虫利用彩色光进行交流，这种光是由荧光素酶催化荧光素氧化产生的。当电子激发的氧化荧光素（oxyluciferin）从激发态回到基态时，会释放光子，产生生物发光。荧光素酶的氨基酸序列中单个点突变即可显著改变发光颜色，从绿色到红色不等。尽管此前已解析出荧光素酶的X射线晶体结构，但颜色变化的精确分子机制一直未明。

近期，Nakatsu等人通过解析荧光素酶在多种状态下的晶体结构，发现一个关键异亮氨酸残基（Ile）的特定构象变化是颜色变化的诱因。具体而言，该残基的侧链旋转改变了活性口袋的极性环境，从而影响氧化荧光素的激发态能级，导致发射光谱偏移。这一发现不仅解释了萤火虫生物发光的多样性，也为设计新型生物传感器和发光材料提供了分子基础。

参考文献：Nakatsu T, et al. Structural basis for the spectral difference in luciferase bioluminescence. Nature. 2006;440(7082):372-376.