Luciferina do vagalume

Luciferina do vagalume
	Nome IUPAC Ácido (4S)-2-(6-hidroxi-1,3-benzotiazol-2-il)-4,5-dihidrotiazol-4-carboxílico
	Outros nomes D-(-)-Luciferina
Identificadores
Número CAS	2591-17-5
PubChem	5484207
ChemSpider	4588411, 16735812 Unha das representacións tautoméricas
Imaxes 3D Jmol	Image 1
	SMILES O=C(O)[C@@H]1/N=C(\SC1)c2sc3cc(O)ccc3n2 ;
	InChI InChI=InChI=1S/C11H8N2O3S2/c14-5-1-2-6-8(3-5)18-10(12-6)9-13-7(4-17-9)11(15)16/h1-3,7,13H,4H2,(H,15,16)/b10-9+/t7-/m1/s1 Unha das outras representacións tautoméricas InChI=InChI=1S/C11H8N2O3S2/c14-5-1-2-6-8(3-5)18-10(12-6)9-13-7(4-17-9)11(15)16/h1-3,7,14H,4H2,(H,15,16)/t7-/m1/s1 ;
Propiedades
Fórmula molecular	C11H8N2O3S2
Masa molar	280,32 g mol−1
	Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa.

A luciferina do vagalume^[1]^[2] é unha molécula do tipo das luciferinas que emite luz, que se atopa en moitas especies de insectos da familia Lampyridae, como os vagalumes. É o substrato do encima luciferase (número EC 1.13.12.7), responsable da emisión de luz amarela característica destes animais. Igual que nas outras luciferinas, requírese oxíxeno para a produción de luz, e tamén se necesitan ATP e magnesio.^[3]^[4]

Historia

A maior parte dos traballos iniciais sobre a química da bioluminescencia dos vagalumes fíxose no laboratorio de William D. McElroy na Universidade Johns Hopkins. A luciferina foi illada e purificada en 1949, aínda que pasaron varios anos ata que se desenvolveu un procedemento para cristalizar o composto con alto rendemento. Isto, xunto coa síntese e dilucidación da súa estrutura, foi realizado por Emil H. White na Universidade Johns Hopkins.^[5] O procedemento foi unha extracción ácido-base, dada a presenza dun grupo carboxílo na luciferina. Para a súa extracción utilizouse etil acetato a pH baixo a partir do po de aproximadamente uns 15.000 vagalumes.^[6] A estrutura foi máis tarde confirmada polo uso combinado de espectroscopía infravermella, espectroscopía de luz utravioleta visible e métodos sintéticos para degradar o composto en fragmentos identificables.^[7]

Propiedades

A luciferina cristalizada era fluorescente, e absorbía luz ultravioleta cun pico de absorción aos 327 nm e emitía luz cun pico aos 530 nm. As solucións alcalinas causaban un corremento ao vermello na absorción probablemente debido á desprotonación do grupo hidroxilo do benzotiazol, pero non afectaba á emisión fluorescente. Encontrouse que o luciferil adenilato (o éster de AMP da luciferina) emite espontaneamente luz en solución.^[8] Diferentes especies de vagalumes usan a mesma luciferina, pero a cor da luz emitida pode ser distinta. A luz de Photuris pennsylvanica emite a 552 nm (amarelo verdoso) pero Pyrophorus plagiophthalamus emite a 582 nm (laranxa) no órgano ventral. As femias de Lampyris noctiluca emiten luz amarelo verdosa. Estas diferenzas débense probablemente a cambios de pH ou diferenzas na estrutura primaria do encima luciferase.^[9]

Biosíntese

A síntese in vivo da luciferina do vagalume non se comprende totalmente. Só foron estudados os pasos finais da ruta encimática, que é unha reacción de condensación de D-cisteína con 2-ciano-6-hidroxibenzotiazol, e é a mesma reacción utilizada para producir o composto sinteticamente.^[10] Isto foi confirmado por etiquetado isotópico de átomos nos dous compostos e pola identificación dun encima rexenerador da luciferina.^[11]

Notas

↑ PubChem compound
↑ ChemSpider [1] Tautómeros.
↑ McElroy WD (1947). "The Energy Source for Bioluminescence in an Isolated System.". Proc Natl Acad Sci USA 33 (11): 342–345. PMC 1079070. PMID 16588763. doi:10.1073/pnas.33.11.342.
↑ Green A, McElroy WD (1956). "Function of adenosine triphosphate in the activation of luciferin.". Arch Biochem Biophys 64 (2): 257–271. PMID 13363432. doi:10.1016/0003-9861(56)90268-5.
↑ Strehler BL, McElroy WD (1949). "Purification of firefly luciferin.". J Cell Physiol 34 (3): 457–466. PMID 15406363. doi:10.1002/jcp.1030340310.
↑ Bitler B, McElroy WD (1957). "The Preparation and Properties of Crystalline Firely Luciferin". Arch Biochem Biophys 72 (2): 358–368. PMID 13479120. doi:10.1016/0003-9861(57)90212-6.
↑ White EH, McCapra F, Field GF, and McElroy WD (1961). "The Structure and Synthesis of Firefly Luciferin". J Am Chem Soc 83 (10): 2402–2403. doi:10.1021/ja01471a051.
↑ Rhodes WC, McElroy WD (1958). "The synthesis and function of luciferyl-adenylate and oxyluciferyl-adenylate.". J Biol Chem 233 (6): 1528–1537. PMID 13610868.
↑ Seliger HH, Buck JB, Fastie WG, McElroy WD (1964). "The Spectral Distribution of Firefly Light.". J Gen Physiol 48 (1): 95–104. PMC 2195396. PMID 14212153. doi:10.1085/jgp.48.1.95.
↑ White EH, Worther H, Field GF, and McElroy WD (1965). "Analogs of Firefly Luciferin.". J. Org. Chem. 30 (7): 2344–2348. doi:10.1021/jo01018a054.
↑ Gomi K, Kajiyama N (2001). "Oxyluciferin, a Luminescence Product of Firefly Luciferase, Is Enzymatically Regenerated into Luciferin.". J Biol Chem 276 (39): 36508–36513. PMID 11457857. doi:10.1074/jbc.M105528200. Arquivado dende o orixinal o 06 de novembro de 2008. Consultado o 24 de xuño de 2012.

Véxase tamén

Outros artigos

Ligazóns externas

Bioluminescencia cos principais tipos de luciferina

[1] PubChem compound

[2] ChemSpider [1] Tautómeros.

[3] McElroy WD (1947). "The Energy Source for Bioluminescence in an Isolated System.". Proc Natl Acad Sci USA 33 (11): 342–345. PMC 1079070. PMID 16588763. doi:10.1073/pnas.33.11.342.

[4] Green A, McElroy WD (1956). "Function of adenosine triphosphate in the activation of luciferin.". Arch Biochem Biophys 64 (2): 257–271. PMID 13363432. doi:10.1016/0003-9861(56)90268-5.

[5] Strehler BL, McElroy WD (1949). "Purification of firefly luciferin.". J Cell Physiol 34 (3): 457–466. PMID 15406363. doi:10.1002/jcp.1030340310.

[6] Bitler B, McElroy WD (1957). "The Preparation and Properties of Crystalline Firely Luciferin". Arch Biochem Biophys 72 (2): 358–368. PMID 13479120. doi:10.1016/0003-9861(57)90212-6.

[7] White EH, McCapra F, Field GF, and McElroy WD (1961). "The Structure and Synthesis of Firefly Luciferin". J Am Chem Soc 83 (10): 2402–2403. doi:10.1021/ja01471a051.

[8] Rhodes WC, McElroy WD (1958). "The synthesis and function of luciferyl-adenylate and oxyluciferyl-adenylate.". J Biol Chem 233 (6): 1528–1537. PMID 13610868.

[9] Seliger HH, Buck JB, Fastie WG, McElroy WD (1964). "The Spectral Distribution of Firefly Light.". J Gen Physiol 48 (1): 95–104. PMC 2195396. PMID 14212153. doi:10.1085/jgp.48.1.95.

[10] White EH, Worther H, Field GF, and McElroy WD (1965). "Analogs of Firefly Luciferin.". J. Org. Chem. 30 (7): 2344–2348. doi:10.1021/jo01018a054.

[11] Gomi K, Kajiyama N (2001). "Oxyluciferin, a Luminescence Product of Firefly Luciferase, Is Enzymatically Regenerated into Luciferin.". J Biol Chem 276 (39): 36508–36513. PMID 11457857. doi:10.1074/jbc.M105528200. Arquivado dende o orixinal o 06 de novembro de 2008. Consultado o 24 de xuño de 2012.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]