Luciferin - Luciferin

Tohle je model vyplňování prostoru z světluška luciferin. Barevné označení: žlutá =síra; modrá =dusík; černá =uhlík; červená =kyslík; bílá =vodík.

Luciferin (z latiny Lucifer, „light-bearer“) je obecný termín pro vyzařování světla sloučenina nachází se v organismech, které generují bioluminiscence. Luciferiny obvykle procházejí enzym -katalyzovaná reakce s molekulární kyslík. Výsledná transformace, která obvykle zahrnuje odštěpení molekulárního fragmentu, vede k vzrušený stav meziprodukt, který při rozpadu vyzařuje světlo základní stav. Termín může odkazovat na molekuly, které jsou substráty pro oba luciferázy a fotoproteiny.[1]

Typy

Luciferiny jsou třídou malých molekul substráty které reagují s kyslíkem v přítomnosti a luciferáza (enzym) k uvolnění energie ve formě světlo. Není známo, kolik druhů luciferinů existuje, ale níže jsou uvedeny některé lépe studované sloučeniny.

Vzhledem k chemické rozmanitosti luciferinů neexistuje jasný sjednocující mechanismus účinku, kromě toho, že všechny vyžadují molekulární kyslík,[2] který poskytuje potřebnou energii.[3] Rozmanitost luciferinů a luciferáz, jejich různorodé reakční mechanismy a rozptýlené fylogenetické rozdělení naznačují, že mnoho z nich v průběhu evoluce vzniklo nezávisle.[2]

Světluška

Hlavní článek: Světluška luciferin
Tato struktura luciferinu světlušky je obrácena (zleva doprava) z výše vyplněného modelu vyplňování prostoru

Světluška luciferin je luciferin nalezený v mnoha Lampyridae druh. Je to substrát luciferázy brouků (ES 1.13.12.7) odpovědný za charakteristickou emisi žlutého světla od světlušek, i když může křížově reagovat a produkovat světlo s příbuznými enzymy z jiných než světelných druhů.[4] Chemie je neobvyklá, jako adenosintrifosfát (ATP) je kromě molekulárního vyžadován i pro emise světla kyslík.[5]

Hlemýžď

Latia luciferin

Latia luciferin je z hlediska chemie (E) -2-methyl-4- (2,6,6-trimethyl-l-cyklohex-l-yl) -l-buten-l-ol-formiát a pochází ze sladkovodního šneka Latia neritoides.[6]

Bakteriální

Bakteriální luciferin (FMN)

Bakteriální luciferin je dvousložkový systém skládající se z flavin mononukleotid a a mastný aldehyd nalezen v bioluminiscenční bakterie.

Coelenterazin

Hlavní článek: Coelenterazin
Coelenterazin

Coelenterazin se nachází v radiolariáni, ctenofory, cnidarians, oliheň, křehké hvězdy, copepods, chaetognaths, ryby a krevety. Jedná se o protetickou skupinu v proteinu ekvorin zodpovědný za vyzařování modrého světla.[7]

Dinoflagellate

Hlavní článek: Dinoflagellát luciferáza
Luciferin z dinoflagelátů (R = H) resp. euphausiidských krevet (R = OH). Ten druhý se také nazývá Složka F.

Dinoflagellate luciferin je chlorofyl derivát (tj tetrapyrrol ) a nachází se v některých dinoflageláty, které jsou často zodpovědné za fenomén noci zářící vlny (historicky se tomu říkalo fosforescence, ale je zavádějícím termínem). Velmi podobný typ luciferinu se vyskytuje u některých typů euphausiid krevety.[8]

Vargulin

Hlavní článek: Vargulin
Vargulin (cypridinluciferin)

Vargulin se nachází v jistém ostracody a hlubinné ryby, být konkrétní, Poricthys. Stejně jako sloučenina coelenterazin je imidazopyrazinon a vyzařuje ze zvířat primárně modré světlo.

Houby

3-hydroxy hispidin z N. nambi

Foxfire je bioluminiscence vytvořená některými druhy hub přítomných v rozpadajícím se dřevě. I když v království může být několik různých luciferinů houby, 3-hydroxy hispidin byl stanoven jako luciferin v plodnice několika druhů hub, včetně Neonothopanus nambi, Omphalotus olearius, Omphalotus nidiformis, a Panellus stipticus.[9]

Reference

  1. ^ Hastings JW (1996). "Chemické složení a barvy bioluminiscenčních reakcí: recenze". Gen. 173 (1 Spec No): 5–11. doi:10.1016/0378-1119(95)00676-1. PMID  8707056.
  2. ^ A b Hastings JW (1983). „Biologická rozmanitost, chemické mechanismy a evoluční původ bioluminiscenčních systémů“. J. Mol. Evol. 19 (5): 309–21. Bibcode:1983JMolE..19..309H. doi:10.1007 / BF02101634. PMID  6358519. S2CID  875590.
  3. ^ Schmidt-Rohr, K. (2020). „Kyslík je vysokoenergetická molekula pohánějící složitý mnohobuněčný život: základní opravy tradiční bioenergetiky“ ACS Omega 5: 2221-2233. http://dx.doi.org/10.1021/acsomega.9b03352
  4. ^ Viviani, V.R., Bechara, E.J.H. (1996). „Larval Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae) Fat Body Extracts Catalyze Firefly D-Luciferin- and ATP-Dependent Chemiluminescence: A Luciferase-like Enzyme“. Fotochemie a fotobiologie. 63 (6): 713–718. doi:10.1111 / j.1751-1097.1996.tb09620.x. S2CID  83498776.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  5. ^ Green A, McElroy WD (říjen 1956). "Funkce adenosintrifosfátu při aktivaci luciferinu". Oblouk. Biochem. Biophys. 64 (2): 257–71. doi:10.1016/0003-9861(56)90268-5. PMID  13363432.
  6. ^ EC 1.14.99.21. ORENZA: databáze aktivit ORphan ENZyme, přístupná 27. listopadu 2009.
  7. ^ Shimomura O, Johnson FH (duben 1975). "Chemická podstata bioluminiscenčních systémů v koelenterátech". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 72 (4): 1546–49. Bibcode:1975PNAS ... 72.1546S. doi:10.1073 / pnas.72.4.1546. PMC  432574. PMID  236561.
  8. ^ Dunlap, JC; Hastings, JW; Shimomura, O (1980). „Křížová reaktivita mezi systémy vyzařujícími světlo vzdálených příbuzných organismů: nový typ sloučeniny vyzařující světlo“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 77 (3): 1394–97. Bibcode:1980PNAS ... 77.1394D. doi:10.1073 / pnas.77.3.1394. PMC  348501. PMID  16592787.
  9. ^ Purtov KV, Petushkov VN, Baranov MS, Mineev KS, Rodionova NS, Kaskova ZM, Tsarkova AS, Petunin AI, Bondar VS, Rodicheva EK, Medvedeva SE, Oba Y, Arseniev AS, Lukyanov S, Gitelson JI, Yampolsky IV (2015) . "Chemický základ bioluminiscence hub". Angewandte Chemie International Edition. 54 (28): 8124–8128. doi:10,1002 / anie.201501779. PMID  26094784.

externí odkazy