A luciferina é uma substância química presente em organismos bioluminescentes que, quando oxidada, produz luz de cor azul esverdeada quase sem emitir calor. Este processo biológico é designado por bioluminescência.
A luciferina é oxidada através de uma reação química promovida por uma enzima chamada luciferase e ocorre na presença de oxigénio molecular e da molécula ATP que fornece energia para que a reação se processe.
Algumas luciferases necessitam também da presença de cofatores como o FMNH2 ou o cálcio (Ca2+) para que ocorra a oxidação da luciferina.
Portanto, a luciferina é o substrato sobre o qual a enzima luciferase atua. A luciferase, ao catalisar a oxidação da luciferina e emitir fotões de luz, gera também um subproduto não reativo que se designa por oxiluciferina. À medida que o substrato de luciferina é gasto, ele deve ser reposto, o que normal ocorre através da dieta.
Etimologicamente, luciferina significa “que traz luz”. A palavra deriva de lux (genitivo lucis) que significa luz em latim e ferre que significa trazer, levar ou carregar. Curiosamente tem a mesma etimologia que o termo Lúcifer que significa satanás. Tanto o termo luciferina como luciferase foram introduzidos pelo investigador francês Dubois em 1888.
A luciferina não é um composto único, mas varia de espécie para espécie bioluminescente. Havendo diversas moléculas de luciferina também existe diversos tipos de luciferases porque as enzimas são específicas para o seu substrato.
Principais tipos de luciferina
Diferentes organismos bioluminescentes contêm diferentes tipos de luciferina. Eis os principais grupos de luciferina:
a) A luciferina dos pirilampos – requer ATP como cofator para converter a Luciferina na forma ativa. O sistema luciferina-luciferase pode ser usada para detetar a presença da molécula de ATP em ensaios laboratoriais. Pode ser preparada sinteticamente a partir do composto p-anisidina.
b) A luciferina bacteriana – consiste em moléculas de fosfato de riboflavina reduzidas (FMNH2) que é oxidado pela enzima luciferase. Nesta reação também participa um aldeído de cadeia longa, para além do oxigénio.
c) A luciferina dos dinoflagelados – é semelhante à profirina da clorofila. Nas espécies de Gonycaulax, a luciferina está ligada a uma proteína que a torna inacessível à luciferase; quando o pH baixa para 6 a luciferina fica livre e é oxidada pela luciferase.
d) A coelenterazina – é a forma mais frequentemente encontrada de luciferina. O cálcio controla a atividade da luciferase da coelenterazina. É muito comum em animais marinhos bioluminescentes.
e) A vargulina – é a luciferina isolada do ostracode (um crustáceo) chamado Vargula. Esta luciferina pode ser adquirida pela dieta do animal.
References:
- Greer, L. F., Szalay, A. A. (2002). Imaging of light emission from the expression of luciferases in living cells and organisms: a review. Luminescence, 17: 43–74.
- Meroni, G., Rajabi, M., Santaniello, E. (2009). D-Luciferin, derivatives and analogues: synthesis and in vitro/in vivo luciferase-catalyzed bioluminescent activity. ARKIVOC, i: 265-288.
