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luciferasi

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Gruppo di enzimi che catalizzano l’ossidazione della sostanza fotogena luciferina, permettendo l’emissione di luce da parte di numerosi organismi viventi. Nei diversi animali luminescenti esistono luciferine diverse che sono responsabili dell’emissione di luce di colore differente. Così, la luciferina delle lucciole è costituita da un derivato tiazolico di formula C11H8N2O3S2; nel crostaceo Cypridina essa è formata da un cromoforo giallo; infine, nella medusa Aequorea è una proteina capace di emettere luce sotto l’azione di ioni calcio. Il meccanismo d’azione della l. (p. m. circa 100.000) varia a seconda che essa appartenga a un organismo eucariota (animale o vegetale) o procariota (batteri). Nella lucciola, la reazione attraverso la quale la l. ossida la luciferina a ossiluciferina avviene in due stadi distinti. Nel primo stadio una molecola di luciferina (LH2) e una molecola di ATP reagiscono formando un complesso denominato luciferiladenilato (LH2-AMP) che si lega saldamente al sito catalitico (E) della l.:

LH2+ATP+EMg++ ⇄ E-LH2 -AMP+PPi

In questa reazione che richiede Mg2+ viene liberata una molecola di pirofosfato (PPi). Quando il complesso E-LH2-AMP è esposto all’ossigeno molecolare, il luciferiladenilato è ossidato a ossiluciferina (L):

E-LH2-AMP+O2 ⇄

E+L+AMP+CO2+H2O+hν

In questa seconda reazione la luciferina ossidata passa attraverso uno stato di transizione eccitato prima di dissociarsi dalla luciferasi. La dissociazione dell’enzima e il ritorno allo stato fondamentale sono accompagnati dall’emissione di un quanto di luce (hν). Pertanto, per ogni molecola di LH2 ossidata a L si ha l’emissione di un hν e il consumo di una molecola di ATP. Nei batteri, il sistema bioluminescente è collegato direttamente alla catena del trasporto degli elettroni, come risulta dallo schema rappresentato in figura.

figura

Nella serie di reazioni in esso indicate, la l. batterica svolge la doppia azione di ossidare il flavinmononucleotide ridotto (FMNH2) e l’aldeide RCHO, producendo contemporaneamente l’emissione di un quanto di luce (hν). La reazione di ossidazione descritta è direttamente proporzionale alla quantità di NADH e di FMNH2 presenti nel sistema.

Vedi anche
bioluminescenza Emissione di luce da parte di organismi viventi, animali e vegetali, che richiede la presenza di ossigeno. È stata osservata nei fotobatteri; in alcuni funghi Basidiomiceti e in molte specie animali (lucciole). Talora la luce è emessa da tutto il corpo dell’animale, in altri casi tale facoltà è propria ... ossidazione Chimica In senso ristretto, reazione di combinazione dell’ossigeno con un elemento o un composto, per es., la reazione 2MnO+O2⇄2MnO2. In senso più generale, la trasformazione durante la quale si ha perdita di elettroni da parte di una specie chimica; poiché tale processo è sempre associato all’acquisizione ... Lampiridi Famiglia di Insetti Coleotteri Polifagi, comunemente noti come lucciole. fotoforo Organo ghiandolare epidermico produttore di luce (➔ bioluminescenza). I f., detti anche organi luminosi, sono caratteristici di certi Pesci di profondità, di Cefalopodi e Crostacei abissali, di alcuni Insetti, Ctenofori, Cnidari, Anellidi, Molluschi ecc. Sono formazioni in comunicazione con l’esterno ...
Categorie
  • BIOCHIMICA in Chimica
Tag
  • STATO DI TRANSIZIONE
  • BIOLUMINESCENTE
  • QUANTO DI LUCE
  • OSSIDAZIONE
  • LUCIFERINE
Vocabolario
luciferaṡi
luciferasi luciferaṡi s. f. [der. di lucifer(ina), col suff. -asi]. – In biochimica, nome di un gruppo di enzimi che catalizzano l’ossidazione della luciferina, permettendo la produzione di luce da parte di organismi viventi (v. bioluminescenza)....
luciferina
luciferina s. f. [der. del lat. lucĭfer «apportatore di luce»: v. lucifero]. – In biochimica, nome generico di sostanze fotogene contenute in diversi organismi (v. bioluminescenza); sotto l’azione di un enzima, luciferasi, che di solito...
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