Luciferin (del latín lucifer , "portador de luz") es un término genérico para el compuesto emisor de luz que se encuentra en los organismos que generan bioluminiscencia . Luciferinas típicamente se someten a una enzima reacción catalizada con oxígeno molecular . La transformación resultante, que generalmente implica la división de un fragmento molecular, produce un intermedio de estado excitado que emite luz al decaer a su estado fundamental . El término puede referirse a moléculas que son sustratos tanto de luciferasas como de fotoproteínas . [1]
Tipos
Las luciferinas son una clase de sustratos de moléculas pequeñas que reaccionan con el oxígeno en presencia de una luciferasa (una enzima) para liberar energía en forma de luz . No se sabe cuántos tipos de luciferinas existen, pero algunos de los compuestos mejor estudiados se enumeran a continuación.
Debido a la diversidad química de las luciferinas, no existe un mecanismo de acción unificador claro, excepto que todas requieren oxígeno molecular, [2] que proporciona la energía necesaria. [3] La variedad de luciferinas y luciferasas, sus diversos mecanismos de reacción y la distribución filogenética dispersa indican que muchas de ellas han surgido de forma independiente en el curso de la evolución. [2]
Luciérnaga
La luciferina de luciérnaga es la luciferina que se encuentra en muchas especies de Lampyridae . Es el sustrato de las luciferasas de escarabajo ( EC 1.13.12.7) responsable de la emisión de luz amarilla característica de las luciérnagas, aunque puede reaccionar de forma cruzada para producir luz con enzimas relacionadas de especies no luminosas. [4] La química es inusual, ya que se requiere trifosfato de adenosina (ATP) para la emisión de luz, además de oxígeno molecular . [5]
Caracol
La luciferina de Latia es, en términos de química, formiato de ( E ) -2-metil-4- (2,6,6-trimetil-1-ciclohex-1-il) -1-buten-1-ol y proviene del agua dulce caracol Latia neritoides . [6]
Bacteriano
La luciferina bacteriana es un sistema de dos componentes que consta de mononucleótido de flavina y un aldehído graso que se encuentra en las bacterias bioluminiscentes .
Coelenterazina
La coelenterazina se encuentra en radiolarios , ctenóforos , cnidarios , calamares , estrellas quebradizas , copépodos , quetognatos , peces y camarones. Es el grupo protésico de la proteína aequorina responsable de la emisión de luz azul. [7]
Dinoflagelado
La luciferina dinoflagelada es un derivado de la clorofila (es decir, un tetrapirrol ) y se encuentra en algunos dinoflagelados , que a menudo son responsables del fenómeno de las ondas brillantes nocturnas (históricamente esto se llamaba fosforescencia , pero es un término engañoso). Un tipo muy similar de luciferina se encuentra en algunos tipos de camarones eufáusidos . [8]
Vargulin
Vargulin se encuentra en ciertos ostrácodos y peces de aguas profundas , para ser específicos, Poricthys . Al igual que el compuesto coelenterazina, es una imidazopirazinona y emite principalmente luz azul en los animales.
Hongos
Foxfire es la bioluminiscencia creada por algunas especies de hongos presentes en la madera en descomposición. Si bien puede haber múltiples luciferinas diferentes dentro del reino de los hongos , se determinó que la 3-hidroxi hispidina es la luciferina en los cuerpos fructíferos de varias especies de hongos, incluidos Neonothopanus nambi , Omphalotus olearius , Omphalotus nidiformis y Panellus stipticus . [9]
Referencias
- ^ Hastings JW (1996). "Químicas y colores de reacciones bioluminiscentes: una revisión". Gene . 173 (1 Espec. No): 5–11. doi : 10.1016 / 0378-1119 (95) 00676-1 . PMID 8707056 .
- ^ a b Hastings JW (1983). "Diversidad biológica, mecanismos químicos y los orígenes evolutivos de los sistemas bioluminiscentes". J. Mol. Evol . 19 (5): 309–21. Código bibliográfico : 1983JMolE..19..309H . doi : 10.1007 / BF02101634 . PMID 6358519 . S2CID 875590 .
- ^ Schmidt-Rohr, K. (2020). "El oxígeno es el de alta energía Encendido molécula compleja multicelular Vida: Las correcciones fundamentales a la tradicional Bioenergética” ACS Omega 5 :. 2221-2233 http://dx.doi.org/10.1021/acsomega.9b03352
- ^ Viviani, VR, Bechara, EJH (1996). "Larva Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae) extractos de grasa corporal catalizan la quimioluminiscencia dependiente de D-luciferina y ATP de luciérnaga: una enzima similar a la luciferasa". Fotoquímica y Fotobiología . 63 (6): 713–718. doi : 10.1111 / j.1751-1097.1996.tb09620.x . S2CID 83498776 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Green A, McElroy WD (octubre de 1956). "Función del trifosfato de adenosina en la activación de luciferina". Arco. Biochem. Biophys . 64 (2): 257–71. doi : 10.1016 / 0003-9861 (56) 90268-5 . PMID 13363432 .
- ^ EC 1.14.99.21 . ORENZA : a database of ORphan ENZyme Activities, consultado el 27 de noviembre de 2009.
- ^ Shimomura O, Johnson FH (abril de 1975). "Naturaleza química de los sistemas de bioluminiscencia en celentéreos" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 72 (4): 1546–49. Código bibliográfico : 1975PNAS ... 72.1546S . doi : 10.1073 / pnas.72.4.1546 . PMC 432574 . PMID 236561 .
- ^ Dunlap, JC; Hastings, JW; Shimomura, O (1980). "Reactividad cruzada entre los sistemas emisores de luz de organismos relacionados lejanamente: nuevo tipo de compuesto emisor de luz" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 77 (3): 1394–97. Código Bibliográfico : 1980PNAS ... 77.1394D . doi : 10.1073 / pnas.77.3.1394 . PMC 348501 . PMID 16592787 .
- ^ 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) . "La base química de la bioluminiscencia fúngica". Angewandte Chemie International Edition . 54 (28): 8124–8128. doi : 10.1002 / anie.201501779 . PMID 26094784 .
enlaces externos
- "Principales tipos de luciferina" . La página web de bioluminiscencia . Universidad de California, Santa Bárbara . 2009-01-09 . Consultado el 6 de marzo de 2009 .