Луцифераза: Разлика между версии

Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
доп. по ен
Ред 94:
 
'''Луцифераза''' е общ термин за клас [[ензим]]и [[оксигеназа|оксигенази]], участващи в [[биолуминесценция]]та и различни от фотопротеин. Името произлиза от Луцифер, в основата на която означава „носещ светлина“. Тишичен пример е луциферазата (ЕС 1.13.12.7) от [[светулка]] ''Photinus pyralis''.<ref name="pmid3072883">{{cite journal | author = Gould SJ, Subramani S | title = Firefly luciferase as a tool in molecular and cell biology | journal = Anal. Biochem. | volume = 175 | issue = 1 | pages = 5–13 | year = 1988 | month = November | pmid = 3072883 | doi = 10.1016/0003-2697(88)90353-3 }}</ref> „Луцифераза“ като лабораторен реагент често се отнася до ''Р. pyralis'' луцифераза, въпреки че рекомбинантни луциферази от няколко други видове светулки са също се ползват в лабораторната практика.
 
== Механизъм на действие ==
 
Химическата реакция, катализирана от луцифераза се провежда в два етапа :
 
[[луциферин]] + [[ATP]] → луцуферил аденилат + PPi
 
луцуферил аденилат + O<sub>2</sub> → оксилуциферин + [[AMP]] + светлина
 
Светлина се излъчва, защото при реакцията се получва оксилуциферин в електронно възбудено състояние. Отделя се светлинен [[фотон]] връщането на оксилуциферин към основното състояние.
 
Луциферил аденилат може допълнително да участват в странична реакция с кислород, при което се образува [[водороден пероксид]] и дехидролуциферил-AMP . Около 20% от междинния аденилат ауциферил се окислява в този път .<ref>{{cite journal |author=Fraga H, Fernandes D, Novotny J, Fontes R, Esteves da Silva JC |title=Firefly luciferase produces hydrogen peroxide as a coproduct in dehydroluciferyl adenylate formation |journal=Chembiochem |volume=7 |issue=6 |pages=929–35 |year=2006 |month=June |pmid=16642538 |doi=10.1002/cbic.200500443 |url=}}</ref>
 
Реакцията се катализира от бактериална луцифераза е окислителен процес :
 
FMNH<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> + RCHO → FMN + RCOOH + H<sub>2</sub>O + светлина
 
В тази реакцията, редуцираният [[флавин мононуклеотид]] (ФМН,FMN) окислява алифатен [[алдехид]] с дълга верига до алифатна [[карбоксилна киселина]]. Реакцията дава възбуден междинен хидроксифлавин, който се дехидратира до флавин мононуклеотид емититайки синьо-зелена светлина.<ref>{{cite journal |author=Fisher AJ, Thompson TB, Thoden JB, Baldwin TO, Rayment I |title=The 1.5-A resolution crystal structure of bacterial luciferase in low salt conditions |journal=[[J. Biol. Chem.]] |volume=271 |issue=36 |pages=21956–68 |year=1996 |month=September |pmid=8703001 |doi= |url=}}</ref>
 
Почти цялата енергия в реакцията се превръща в светлина. Реакцията е 80%<ref>{{cite journal | journal=Chemical and Engineering News | volume=77 | issue=3 | date= Jan 18, 1999 | pages= 65 | url=http://pubs.acs.org/cen/whatstuff/stuff/7703scit4.html | title=What's That Stuff? |author=Elizabeth Wilson}}</ref> до 90%<ref name=led>{{cite journal | year=2009| journal=EE times | url=http://www.eetimes.com/electronics-blogs/planet-analog-designline-blog/4035489/Lighting-the-way | title=Lighting the way |author=Vanessa Knivett}}</ref> ефективна. Като сравнение, електрическата крушка конвертира само около 10% от своята енергия в светлина.
 
Луциферазата от [[светулка]] генерира светлина от луциферин в многоетапен процес. Първо, D-луциферин се редуцира от MgATP до луциферил аденилат и [[пирофосфат]]. След активиране на АТР, луциферил аденилатът се окислява с молекулен кислород (O<sub>2</sub>), като се образува диоксетнонов пръстен. Реакция на декарбоксилиране образува възбудено състояние на оксилуциферин, които таумеризира между кето-енолна формата. Накрая се излъчва светлина като оксилуциферин се връща към основното състояние.<ref name="pmid8805542">{{cite journal | author = Baldwin TO | title = Firefly luciferase: the structure is known, but the mystery remains | journal = Structure | volume = 4 | issue = 3 | pages = 223–8 | year = 1996 | month = March | pmid = 8805542 | doi = 10.1016/S0969-2126(96)00026-3}}</ref>
 
== Източници ==