A luciferase é uma enzima produzida por vagalumes que catalisa a reação bioluminescente entre a luciferina e oxigênio, gerando luz. A enzima é encontrada principalmente em insetos e desempenha funções como comunicação e atração sexual nos vagalumes. Sua estrutura proteica pode ser alterada para mudar a cor da luz emitida.

1. ENZIMA: Luciferase
de vagalumes
PDB: 2D1S
Edson Cassius Duarte Lopes RA: 11016511
Sofia Marques Santos RA: 11061511
Professor Rodrigo Cunha

2. Justificativas
• A luciferase é uma enzima que catalisa a reação bioluminescente de oxidação do
composto luciferina na qual há liberação de energia na forma de luz.
Luciferina Oxiluciferina
+ Luciferase +
oxigênio Luz
• O nome luciferase tem sua origem de
Lúcifer, do latim lucem ferre, que significa
“portador da luz”.
• A mudança de apenas um aminoácido na
estrutura da luciferase, pode alterar a cor
da luz emitida. Wild I288V I228A S286N

3. Origem e função biológica
• A bioluminescência, no ambiente
terrestre, é encontrada
principalmente em insetos
• Um exemplo de organismo onde a
luciferase atua é o vagalume japonês,
Luciola cruciata.
• A partir da bioluminescência
catalisada pela luciferase, os vagalumes
portadores dessa enzima utilizam essa
luz para: comunição, atração sexual,
defesa, camuflagem e atração de
presas.

4. Estrutura da Luciferase complexada com DLSA
N-terminal
Domínios de C-terminal
Estruturas secundárias
aminoácidos

5. Reação química
• A reação química catalisada pela luciferase desse vagalume é dada por duas etapas:
1ª luciferina + ATP → luciferil adenilato + PPi
2ª luciferil adenilato + O2 → oxiluciferina + AMP + luz

6. Função biológica
• Produção de luz através da catalisação da reação de oxidação da luciferina
Localização da Isoleucina 228: próxima ao
grupo fenolato do anel benzotiazólico
macroambiente hidrofóbico rígido
Apropriado para emissão de
LUZ VERDE
a região entre os resíduos 209-318 é
determinante das cores nas luciferases
A mudança de um resíduo em afeta a cor da luz:
geralmente resulta em mutantes vermelhos

7. Implicações práticas
• Teste de antibióticos:
Bactéria viva.
Remédio não
Brilha
Implanta-se o funcionou
Bactéria da gene que produz
doença X Antibiótico
substâncias
luminescentes
Não brilha Remédio
eficaz

8. • Teste de fertilidade:
Brilha com Tem muito ATP
intensidade fértil
Mistura de
Espermatozoide luciferina e
luciferase
Brilha com pouca Tem pouco ATP
intensidade pouco fértil

9. Referências
RCSB. June 2006: Luciferase. Disponível em:
<http://www.rcsb.org/pdb/education_discussion/molecule_of_the_month/download/
Luciferase.pdf>. Acesso em: 11 de novembro de 2012.
VIVIANI, R. V. Luciferases de vagalumes: Estrutura, função e aplicação em bioanálise e
bioimageamento. Revista Biotecnologia Ciência e Desenvolvimento. P. 8-19, no 37.
FRAGA, H. "Firefly luminescence: a historical perspective and recent
developments". Photochem. Photobiol. Sci. P. 146-158 no 7, v. 2. Fevereiro de 2008.
BALDWIN, T. O. "Firefly luciferase: the structure is known, but the mystery
remains". Structure, P. 223-228. no 4, v.3. Março de 1996.
Ivonete D. Lucírio. Vaga-lume: Me dê uma luz. Revista Super Interessante.
Dezembro de 1996. Disponível em: <http://super.abril.com.br/mundo-animal/vaga-
lume-me-luz-436815.shtml>. Acesso em 11 de novembro de 2012.
UFSCAR Sorocaba. ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL DA LUCIFERASE DO
VAGALUME. Disponível em: <http://www.biolum.ufscar.br/luciferase>. Acesso em:
11 de novembro de 2012.