Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Люциферин светлячка
Светлячок luciferin.svg
Имена
Название ИЮПАК
(4 S ) -2- (6-гидрокси-1,3-бензотиазол-2-ил) -4,5-дигидротиазол-4-карбоновая кислота
Другие названия
D - (-) - Люциферин, люциферин жука
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ChemSpider
  • 4588411
  • 16735812 Одно из других таутомерных представлений.
ECHA InfoCard100.018.166 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 219-981-3
UNII
  • InChI = 1S / C11H8N2O3S2 / c14-5-1-2-6-8 (3-5) 18-10 (12-6) 9-13-7 (4-17-9) 11 (15) 16 / ч1- 3,7,14H, 4H2, (H, 15,16) / t7- / м1 / с1
    Ключ: BJGNCJDXODQBOB-SSDOTTSWSA-N
  • Одно из других таутомерных представлений: 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
  • InChI = 1S / C11H8N2O3S2 / c14-5-1-2-6-8 (3-5) 18-10 (12-6) 9-13-7 (4-17-9) 11 (15) 16 / ч1- 3,7,14H, 4H2, (H, 15,16) / t7- / м1 / с1
  • O = C (O) [C @@ H] 1 / N = C (\ SC1) c2sc3cc (O) ccc3n2
Характеристики
C 11 H 8 N 2 O 3 S 2
Молярная масса280,32  г · моль -1
УФ-видимый (λ макс. )330 нм (нейтральные и несколько кислые водные растворы) [1]
Абсорбцияε 330 = 18,2 мМ -1 см -1 [1]
Опасности
Пиктограммы GHSGHS07: Вредно
Сигнальное слово GHSПредупреждение
H315 , H319 , H335
Р261 , Р264 , Р271 , Р280 , Р302 + 352 , Р304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P312 , P321 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P403 + 233 , Р405 , Р501
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Люциферин светлячка (также известный как люциферин жука ) - это люциферин или светоизлучающее соединение, используемое для биолюминесцентных систем светлячков ( Lampyridae ), железнодорожных червей ( Phengodidae ), звездных червей ( Rhagophthalmidae ) и жуков-щелкунов ( Pyrophorini ). Это субстрат люциферазы ( EC 1.13.12.7), который отвечает за характерное излучение желтого света у многих видов светлячков .

Как и для всех других люциферинов, для получения света необходим кислород; однако также было обнаружено, что для излучения света необходимы аденозинтрифосфат (АТФ) и магний . [2] [3]

История [ править ]

Большая часть ранних работ по химии люминесценции светлячков была проведена в лаборатории Уильяма Д. МакЭлроя в Университете Джона Хопкинса . Люциферин был впервые выделен и очищен в 1949 году, хотя потребовалось несколько лет, чтобы разработать метод кристаллизации соединения с высоким выходом. Это, наряду с синтезом и выяснением структуры, было выполнено доктором Эмилем Х. Уайтом на химическом факультете Университета Джона Хопкинса. [4] Процедура представляла собой кислотно-щелочную экстракцию с учетом группы карбоновой кислоты люциферина. Люциферин можно эффективно экстрагировать с помощью этилацетата при низком pH из порошка примерно 15000 фонариков светлячков.[5] Структура была позже подтверждена комбинированным использованием инфракрасной спектроскопии , УФ-видимой спектроскопии и синтетических методов для разложения соединения на идентифицируемые фрагменты. [6]

Свойства [ править ]

Кристаллический люциферин оказался флуоресцентным , поглощающим ультрафиолетовый свет с пиком 327 нм и испускающим свет с пиком 530 нм. Видимое излучение происходит при релаксации оксилюциферина из синглетного возбужденного состояния в основное состояние. [7] Щелочные растворы вызывали красное смещение поглощения, вероятно, из-за депротонирования гидроксильной группы бензотиазола , но не влияли на испускание флуоресценции. Было обнаружено, что люцифериладенилат ( сложный эфир люциферина AMP ) спонтанно излучает свет в растворе. [8] Различные виды светлячков используют один и тот же люциферин, однакоцвет излучаемого света может сильно отличаться. Свет от Photuris pennsylvanica составлял 552 нм (зелено-желтый), в то время как Pyrophorus plagiophthalamus испускал свет при 582 нм (оранжевый) в вентральном органе. Такие различия, вероятно, связаны с изменениями pH или различиями в первичной структуре люциферазы. [9] Модификация субстрата люциферина светлячка привела к излучению с "красным смещением" (до длины волны излучения 675 нм). [10]

Биологическая активность [ править ]

В естественных условиях синтез светлячка люциферин не полностью изучен. Только последний шаг ферментативного пути был изучен, который является реакция конденсации из D - цистеин с 2-циано-6-гидроксибензотиазолом , и та же самая реакция , используемая для получения соединения синтетический. [11] Это было подтверждено радиоактивной меткой атомов в двух соединениях и идентификацией фермента, регенерирующего люциферин . [12]

У светлячков окисление люциферинов, которое катализируется люциферазами, дает пероксисоединение 1,2-диоксетан . Диоксетан нестабилен и самопроизвольно распадается на углекислый газ и возбужденные кетоны , которые выделяют избыточную энергию, испуская свет ( биолюминесценция ). [13]

Потеря CO 2 диоксетана с образованием возбужденного кетона, который расслабляется, испуская свет.

Люциферин светлячка и модифицированные субстраты являются имитаторами жирных кислот и используются для локализации амидгидролазы жирных кислот (FAAH) in vivo. [14] Люциферин светлячка является субстратом переносчика ABCG2 и использовался как часть высокопроизводительного анализа биолюминесценции для выявления ингибиторов переносчика. [15]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «Информация о продукте D-люциферина» (PDF) . Сигма Олдрич.
  2. ^ МакЭлрой WD (1947). «Источник энергии для биолюминесценции в изолированной системе» . Proc Natl Acad Sci USA . 33 (11): 342–345. Полномочный код : 1947PNAS ... 33..342M . DOI : 10.1073 / pnas.33.11.342 . PMC 1079070 . PMID 16588763 .  
  3. ↑ Green A, McElroy WD (1956). «Функция аденозинтрифосфата в активации люциферина». Arch Biochem Biophys . 64 (2): 257–271. DOI : 10.1016 / 0003-9861 (56) 90268-5 . PMID 13363432 . 
  4. Перейти ↑ Strehler BL, McElroy WD (1949). «Очистка люциферина светлячка». J. Cell Physiol . 34 (3): 457–466. DOI : 10.1002 / jcp.1030340310 . PMID 15406363 . 
  5. ^ Bitler В, Макелра WD (1957). «Приготовление и свойства кристаллического огненного люциферина». Arch Biochem Biophys . 72 (2): 358–368. DOI : 10.1016 / 0003-9861 (57) 90212-6 . PMID 13479120 . 
  6. ^ White EH, McCapra F, поле GF, МакЭлра WD (1961). «Структура и синтез люциферина светлячка». J Am Chem Soc . 83 (10): 2402–2403. DOI : 10.1021 / ja01471a051 .
  7. Перейти ↑ Marques SM, Joaquim (2009). «Биолюминесценция светлячков: механистический подход к реакции, катализируемой люциферазой». IUBMB Life . 61 (1): 6–17. DOI : 10.1002 / iub.134 . PMID 18949818 . 
  8. ^ Rhodes туалет, МакЭлра WD (1958). «Синтез и функции люцифериладенилата и оксилюцифериладенилата». J Biol Chem . 233 (6): 1528–1537. PMID 13610868 . 
  9. ^ Селигер HH, Бак JB, Fastie WG, МакЭлрой WD (1964). «Спектральное распределение света светлячков» . J Gen Physiol . 48 (1): 95–104. DOI : 10,1085 / jgp.48.1.95 . PMC 2195396 . PMID 14212153 .  
  10. ^ Кийям М, Саит R, S Ивано, Обат R, Niwa Н, маки С.А. (2016). «Многоцветная биолюминесценция, полученная с использованием люциферина светлячка». Актуальные темы медицинской химии . 16 (24): 2648–2655. DOI : 10.2174 / 1568026616666160413135055 . PMID 27072707 . 
  11. ^ White EH, Worther H, поле GF, МакЭлра WD (1965). «Аналоги Люциферина Светлячка». J. Org. Chem . 30 (7): 2344–2348. DOI : 10.1021 / jo01018a054 .
  12. ^ Гоми К, Кэджияма Н (2001). «Оксилюциферин, продукт люминесценции люциферазы светлячков, ферментативно регенерируется в люциферин» . J Biol Chem . 276 (39): 36508–36513. DOI : 10.1074 / jbc.M105528200 . PMID 11457857 . 
  13. ^ Альдо Рода Хемилюминесценция и биолюминесценция: прошлое, настоящее и будущее , стр. 57, Королевское химическое общество, 2010, ISBN 1-84755-812-7 
  14. ^ Mofford ДМ, Адамс ST, Кумар Редди Г.С., Randheer Редди G, Миллер SC (2015). «Амиды люциферина позволяют in vivo биолюминесцентное определение активности эндогенной гидролазы амида жирных кислот» . Варенье. Chem. Soc . 137 (27): 8684–8687. DOI : 10.1021 / jacs.5b04357 . PMC 4507478 . PMID 26120870 .  
  15. ^ «Идентификация ингибиторов ABCG2 с помощью высокопроизводительного анализа на основе биолюминесценции». Cancer Res . 69 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Страница биолюминесценции, показывающая основные типы люциферина