Luciferase

Eq. 1. Luciferasi + D -uciferina + ATP Luciferasi : D -Luciferina-AMP + PPi

Eq. 2. Luciferasi : D -Luciferin-AMP + O 2 a Luciferase: Oxyluciferin * + AMP + CO 2

Eq. 3. Luciferasi: da Oxyluciferin * a Luciferase: Oxyluciferin + hv

Funzione catalitica nella sintesi dell'acil-CoA

Questo enzima ha anche una funzione diversa dalla reazione di bioluminescenza. Infatti, quando la chiralità del substrato viene invertita e la reazione coinvolge L (+) - Luciferina, si forma luciferil-CoA. I cofattori essenziali per questa reazione sono ATP, Mg 2+ e coenzima A. Va notato che le reazioni sono inibite in presenza del loro enantiomero. Pertanto, [mcr1] L (+) - Luciferina inibisce la reazione di bioluminescenza mentre D (-) - Luciferina inibisce la via di sintesi dell'acil-CoA.

Struttura ( P. pyralis )

Nel 1987, il gene che codifica per questo enzima è stato clonato e sono state determinate le sequenze nucleotidiche di cDNA e DNA genomico. Questa sequenza contiene 550 residui di amminoacidi che costituiscono una singola catena di polipeptidi. A livello della regione C-terminale della sequenza c'è un segnale di localizzazione al perossisoma –Ser-Lys-Leu (-SKL). Il peso molecolare medio sarebbe 60,745 e il pI medio sarebbe 6,42.

Nel 1996 è stata descritta la struttura terziaria dell'enzima. La molecola è composta da due domini distinti, un grande dominio N-terminale (1-436 aa) e un piccolo dominio C-terminale (440-550 aa) che sono collegati da un peptide linker flessibile. Il dominio N-terminale è composto da un barile beta antiparallelo e due fogli beta. Quando l'enzima reagisce, si verifica un cambiamento conformazionale in cui i due domini della molecola si piegano l'uno sull'altro per intrappolare il substrato.

Utilizza

Questi enzimi sono ampiamente utilizzati come gene reporter nello studio di sequenze promotori di geni e sono all'origine del metodo ATPmetry .

Usa come gene reporter

Nella clonazione molecolare, il gene della luciferasi può essere accoppiato con un determinato gene di interesse al fine di garantire l'efficienza dell'inserimento di quest'ultimo. Poiché il gene reporter, il gene della luciferasi e il gene di interesse sono fusi, saranno sempre espressi insieme. La luminescenza osservata è quindi direttamente collegata all'espressione dei geni.

Dosaggio ATP

La reazione di bioluminescenza catalizzata dalla luciferasi viene utilizzata per analizzare l' ATP , ad esempio al fine di analizzare la proliferazione cellulare o la citotossicità di alcune cellule. La luce emessa durante questa reazione catalizzata dalla luciferasi è dovuta al rilascio di un fotone quando uno degli intermedi della reazione cambia da uno stato eccitato a uno stato rilassato. Oltre al substrato, la D-luciferina, devono essere presenti tre cofattori per consentire la reazione, quindi per l'emissione di luce sono necessari ATP, ossigeno e Mg 2+ . La concentrazione dei reagenti influenza quindi l'attività della luciferasi. Il ruolo dell'ATP come cofattore nella reazione di bioluminescenza serve quindi per il suo saggio poiché quando la concentrazione di ATP è limitante, l'intensità della luce è proporzionale alla concentrazione di questa molecola. Un luminometro viene utilizzato per misurare l'intensità della luce emessa dalla luciferasi in un dato campione.

Note e riferimenti

1. (it) Yuichi Oba, "La  luciferasi di lucciola è una monoossigenasi ATP dipendente dall'enzima bifunzionale e sintetasi acil-CoA grassa a catena lunga  " , FEBS , n o  540,21 marzo 2003, p.  251-254
2. (en) Satoshi Inouye, "  Luciferasi di lucciola: un enzima formante adenilato per funzioni multicatalitiche  " , Cell. Mol. Life Sci. , n o  67,27 ottobre 2010, p.  387-404
3. "  Luciferase Reporters  " su www.thermofisher.com (visitato il 19 gennaio 2016 )
4. "  La bioluminescenza della lucciola e il suo utilizzo pratico  " , su www.didier-pol.net (accesso 19 gennaio 2016 )

Vedi anche

• Bioluminescenza