Bioquimica Expo

Impact of Site-Directed Mutant Luciferase
on Quantitative Green and Orange/Red
Emission Intensities in Firefly
Bioluminescence
Impacto del sitio - Directed Mutant luciferasa
en Cuantitativa verde y naranja / rojo
Las intensidades de emisión en la luciérnaga
La bioluminiscencia

Alumnas:
HERNANDEZ CARLOS, TANIA
QUISPE SAMBRANO, MAYRA

Investigación cuantitativa de los espectros de labioluminiscencia de la luciérnagas
norteamericanas a distintos valores de pH y en presencia de iones de metal bivalente. el
fin de investigar la influencia de los cambios microambientales en la bioluminiscencia de la
luciferasa.
a su alto
rendimiento
cuántico
La
bioluminiscen
cia de las
luciérnagasw
6

colores
modificables

Las modificaciones a la
estructura de la enzima
luciferasa puede cambiar la
emisióndel color de la
bioluminiscencia

El mecanismo ah sido estudiado
por bioquímicos, biólogos
estructurales, físicos ópticos y los
teóricos de la química cuántica.

Aquí, se presenta los espectros cuantitativos de bioluminiscencia de luciérnaga catalizada
por la de tipo salvaje y cuatro mutaciones dirigidas al sitio de la luciferasas. Mientras que
la mutación causo diferentes espectros de emisión,componente verde (lmáx, 560 nm).
el naranja (Lmax, 610 nm)
roja (Lmax,650 nm)
Los componentes presentes en todos los espectros eran casi no afectado por las
modificaciones a la luciferasas y los cambios en el pH. Nuestros resultados revelan que
la intensidad del componente verde es el único factor que está influenciado por la
estructura de la luciferasa y otras condiciones de reacción.luciferase1,2
enzima
• Los escarabajos
bioluminiscentes
naturales utilizan
un sustrato común

molécula de Dluciferina (LH2)

• emitir luz de colores
que van del verde al
rojo a través de la
variación en la
estructura de la

• La reacción de la LH2
con adenosina-59trifosfato (ATP) y
oxígeno (O2) en el
bolsillo activo de
luciferasa.

P: oxiluciferina
(OL)
*En el estado excitado

La bioluminiscencia de losescarabajos origina a partir de la proceso de emisión de
fotón que acompaña a la relajación de OL * al estado fundamental. Un ion
magnesio es el cofactor de la reacción enzimática.

En vitro, las emisiones bioluminiscentes de ciertos escarabajos y gusanos ferrocarril no dependen
de las condiciones de reacción. En contraste, el color amarillo-verde natural de las luciérnagas
bioluminiscentes cambia arojo cuando las soluciones de reacción se alteran, como :
 Disminución de los valores de pH
 El aumento de la temperatura, o la adición bivalente de iones de metal de transición.

Los cambios de color en la
bioluminiscencia de
luciérnaga se consideran ser
debido:

Al equilibrio
dependiente del pH
entre dos formas
químicas.

estados del emisor

White et al:

equilibrio dependiente
del pH entreceto formas
aniónicos y dianiónicos
de OL como una manera
de explicar el cambio de
color.

Branchini et al

sugirió que la
deslocalización de pelectrones en el
aniónicos OL cetoverde que emite
produce la formarojo que emite con la
energía más baja

Se analizaron los datos experimentales asumiendo tres
componentes de funciones Gaussianas. Este análisis ha
demostrado que sólo la intensidad de uncomponente gaussiano
verde alcanzando un máximo de 560 nm dependía del pH o los
aditivos de iones de metal, y que su intensidad determinaba el
cambio espectral, mientras que las intensidades de los otros dos
componentes gaussianas no dependían del valor de pH o los
aditivos de metal-ion.

*ciertos residuos de aminoácido
han sido citados como tener un
efecto sobre el color de emisión.

A continuación,presentamos las características cuantitativas del cambio espectral
causado por la sustitución de un residuo de aminoácido en la luciferasa de luciérnaga.
Hemos preparado cuatro luciferasas mutantes dirigidos al sitio de Luciola cruciata (LCR,
Genji Japanese luciérnaga) sustituyendo el residuo del aminoácido tirosina en la posición
257 con fenilalanina, alanina, arginina, y glutamato. Se midió...