Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Класс светоизлучающих химических соединений
Class of light emitting chemical compounds
Люциферин – это общее название светоизлучающего соединения, содержащегося в организмах, способных к биолюминесценции. Люциферины обычно вступают в ферментативно-катализируемую реакцию с молекулярным кислородом. В результате этой трансформации, как правило сопровождающейся отщеплением молекулярного фрагмента, образуется возбужденное промежуточное состояние, которое излучает свет при переходе в основное состояние. Этот термин может относиться к молекулам, являющимся субстратами как для люцифераз, так и для фотопротеинов.
Luciferin is a generic term for the light emitting compound found in organisms that generate bioluminescence. Luciferins typically undergo an enzyme catalyzed reaction with molecular oxygen. The resulting transformation, which usually involves breaking off a molecular fragment, produces an excited state intermediate that emits light upon decaying to its ground state. The term may refer to molecules that are substrates for both luciferases and photoproteins.
Типы
Люциферины — это класс малых молекулярных субстратов, которые реагируют с кислородом в присутствии люциферазы (фермента) с выделением энергии в форме света. Точное количество типов люциферинов неизвестно, но некоторые из наиболее изученных соединений перечислены ниже. Вследствие химического разнообразия люциферинов не существует единого четко определенного механизма действия, за исключением того, что все они требуют молекулярного кислорода. Разнообразие люциферинов и люцифераз, их различные механизмы реакций и неравномерное филогенетическое распространение указывают на то, что многие из них возникли независимо в процессе эволюции. Химические процессы необычны, поскольку для излучения света, помимо молекулярного кислорода, необходим аденозинтрифосфат (АТФ).
Luciferins are a class of small molecule substrates that react with oxygen in the presence of a luciferase (an enzyme) to release energy in the form of light. It is not known just how many types of luciferins there are, but some of the better studied compounds are listed below. Because of the chemical diversity of luciferins, there is no clear unifying mechanism of action, except that all require molecular oxygen, The variety of luciferins and luciferases, their diverse reaction mechanisms and the scattered phylogenetic distribution indicate that many of them have arisen independently in the course of evolution. The chemistry is unusual, as adenosine triphosphate (ATP) is required for light emission, in addition to molecular oxygen.
Снежинка
Латия люциферин, с химической точки зрения, представляет собой (E)-2-метил-4-(2,6,6-триметил-1-циклогексил)-1-бутен-1-ол формиат и выделен из пресноводной улитки Latia neritoides.
Latia luciferin is, in terms of chemistry, (E) 2 methyl 4 (2,6,6 trimethyl 1 cyclohex 1 yl) 1 buten 1 ol formate and is from the freshwater snail Latia neritoides.
Бактериальные
Бактериальный люциферин — это двухкомпонентная система, состоящая из мононуклеотида флавина и жирного альдегида, содержащегося в биолюминесцентных бактериях.
Bacterial luciferin is two component system consisting of flavin mononucleotide and a fatty aldehyde found in bioluminescent bacteria.
Коэлентеразин
Коэлентеразин содержится в радиоляриях, ктенофорах, книдариях, кальмарах, офиурах, копеподах, щетинкочелюстных, рыбах и креветках. Он является протезной группой белка аэкорина, ответственной за испускание синего света.
Coelenterazine is found in radiolarians, ctenophores, cnidarians, squid, brittle stars, copepods, chaetognaths, fish, and shrimp. It is the prosthetic group in the protein aequorin responsible for the blue light emission.
Динофлагелат
Динофлагелатный люциферин является производным хлорофилла (то есть тетрапирролом) и содержится в некоторых динофлагеллатах, которые часто вызывают явление ночного свечения волн (исторически это называлось фосфоресценцией, но этот термин вводит в заблуждение). Очень похожий тип люциферина встречается у некоторых видов эуфаузидных креветок.
Dinoflagellate luciferin is a chlorophyll derivative (i. e. a tetrapyrrole) and is found in some dinoflagellates, which are often responsible for the phenomenon of nighttime glowing waves (historically this was called phosphorescence, but is a misleading term). A very similar type of luciferin is found in some types of euphausiid shrimp.
Варгулин
Варгулин обнаружен в некоторых ракообразных-остракодах и глубоководных рыбах, в частности, у Poricthys. Подобно соединению коэлентеразин, он является имидазопиразиноном и излучает преимущественно синий свет в организмах животных.
Vargulin is found in certain ostracods and deep sea fish, to be specific, Poricthys. Like the compound coelenterazine, it is an imidazopyrazinone and emits primarily blue light in the animals.
Грибки
Фоксфайр – это биолюминесценция, создаваемая некоторыми видами грибов, обитающих в гниющей древесине. Несмотря на то, что в царстве грибов может существовать несколько различных люциферинов, 3-гидроксигиспидин был идентифицирован как люциферин в плодовых телах ряда видов грибов, включая Neonothopanus nambi, Omphalotus olearius, Omphalotus nidiformis и Panellus stipticus.
Foxfire is the bioluminescence created by some species of fungi present in decaying wood. While there may be multiple different luciferins within the kingdom of fungi, 3 hydroxy hispidin was determined to be the luciferin in the fruiting bodies of several species of fungi, including Neonothopanus nambi, Omphalotus olearius, Omphalotus nidiformis, and Panellus stipticus.
Использование в науке
Люциферин широко используется в науке и медицине как метод in vivo визуализации, позволяющий неинвазивно получать изображения на живых организмах, а также в молекулярной визуализации. Реакция между субстратом люциферином и ферментом-рецептором люциферазой приводит к каталитической реакции, в результате которой генерируется биолюминесценция. Эта реакция и производимая люминесценция полезны для визуализации, например, для обнаружения опухолей при раке или измерения экспрессии генов.
Luciferin is widely used in science and medicine as a method of in vivo imaging, using living organisms to non invasively detect images and in molecular imaging. The reaction between luciferin substrate paired with the receptor enzyme luciferase produces a catalytic reaction, generating bioluminescence. This reaction and the luminescence produced is useful for imaging such as detecting tumors from cancer or capable of measuring gene expression.