Luciferina (del latín lucifer 'portador de luz') es un término genérico para el compuesto emisor de luz que se encuentra en los organismos que generan bioluminiscencia . Las luciferinas suelen experimentar una reacción catalizada por enzimas con el oxígeno molecular . La transformación resultante, que generalmente implica la ruptura de un fragmento molecular, produce un intermedio de estado excitado que emite luz al desintegrarse a su estado fundamental . El término puede referirse a moléculas que son sustratos tanto para las luciferasas como para las fotoproteínas . [1]
Las luciferinas son una clase de sustratos de moléculas pequeñas que reaccionan con el oxígeno en presencia de una luciferasa (una enzima) para liberar energía en forma de luz . No se sabe cuántos tipos de luciferinas existen, pero a continuación se enumeran algunos de los compuestos mejor estudiados.
Debido a la diversidad química de las luciferinas, no existe un mecanismo de acción unificador claro, excepto que todas requieren oxígeno molecular. [2] La variedad de luciferinas y luciferasas, sus diversos mecanismos de reacción y la distribución filogenética dispersa indican que muchas de ellas han surgido independientemente en el curso de la evolución. [2]
La luciferina de luciérnaga es la luciferina que se encuentra en muchas especies de Lampyridae , como P. pyralis . Es el sustrato de las luciferasas de los escarabajos ( EC 1.13.12.7) responsables de la emisión de luz amarilla característica de las luciérnagas, aunque puede reaccionar de forma cruzada para producir luz con enzimas relacionadas de especies no luminosas. [3] La química es inusual, ya que el trifosfato de adenosina (ATP) es necesario para la emisión de luz, además del oxígeno molecular . [4]
La luciferina de Latia es, en términos químicos, formato de ( E )-2-metil-4-(2,6,6-trimetil-1-ciclohex-1-il)-1-buten-1-ol y proviene del caracol de agua dulce Latia neritoides . [5]
La luciferina bacteriana es un sistema de dos componentes que consiste en un mononucleótido de flavina y un aldehído graso que se encuentra en las bacterias bioluminiscentes . [6]
La coelenterazina se encuentra en radiolarios , ctenóforos , cnidarios , calamares , ofiuras , copépodos , quetognatos , peces y camarones. Es el grupo prostético de la proteína aequorina responsable de la emisión de luz azul. [7]
La luciferina dinoflagelada es un derivado de la clorofila (es decir, un tetrapirrol ) y se encuentra en algunos dinoflagelados , que a menudo son responsables del fenómeno de las ondas luminosas nocturnas (históricamente esto se llamaba fosforescencia , pero es un término engañoso). Un tipo muy similar de luciferina se encuentra en algunos tipos de camarones eufáusidos . [8]
La vargulina se encuentra en ciertos ostrácodos y peces de aguas profundas , en concreto, en Poricthys . Al igual que el compuesto coelenterazina, es una imidazopirazinona y emite principalmente luz azul en los animales.
Foxfire es la bioluminiscencia creada por algunas especies de hongos presentes en la madera en descomposición. Si bien puede haber múltiples luciferinas diferentes dentro del reino de los hongos , se determinó que la 3-hidroxi hispidina es la luciferina presente en los cuerpos fructíferos de varias especies de hongos, incluidos Neonothopanus nambi , Omphalotus olearius , Omphalotus nidiformis y Panellus stipticus . [9]
La luciferina se utiliza ampliamente en la ciencia y la medicina como método de obtención de imágenes in vivo , utilizando organismos vivos para detectar imágenes de forma no invasiva y en la obtención de imágenes moleculares. La reacción entre el sustrato de luciferina emparejado con la enzima receptora luciferasa produce una reacción catalítica, generando bioluminiscencia. [10] Esta reacción y la luminiscencia producida son útiles para la obtención de imágenes, como la detección de tumores de cáncer o la capacidad de medir la expresión genética .