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Luciferases pH-sensitivas: origem estrutural da sensibilidade ao pH, e viabilidade de emprego em biossensores celulares de pH e cátions de metais pesados

Processo: 11/23961-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2012 - 31 de janeiro de 2015
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Radiologia e Fotobiologia
Pesquisador responsável:Vadim Viviani
Beneficiário:Vadim Viviani
Instituição-sede: Centro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade (CCTS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Sorocaba, SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):13/21432-6 - Expressão e caracterização de mutantes de luciferases pH-sensitivas, BP.TT
Assunto(s):Luciferases  Bioluminescência  Técnicas biossensoriais  Cátions  Metais pesados 

Resumo

As luciferases de besouros emitem diferentes cores de bioluminescência, desde o verde até o vermelho, usando os mesmos substratos D-luciferina, MgATP e oxigênio molecular. Funcionalmente, classificam-se em pH-sensitivas (Lampirídeos), cujo espectro é deslocado para o vermelho em pH ácido, na presença de metais pesados como cobre e zinco e em altas temperaturas, e as pH-insensitivas (fengodídeos e elaterídeos) cujo espectro não é afetado por estes fatores. As luciferases pH-sensitivas foram as mais estudadas e atualmente são as mais aplicadas como reagentes bioanalíticos e como genes repórter para estudos de expressão gênica, biossensores e marcação celular. Entretanto, a origem estrutural das sensibilidade ao pH ainda não foi esclarecida. Além disto, a sensibilidade ao pH tem sido considerada uma propriedade indesejável na medida em que fatores intra-celulares podem reduzir a eficiência de emissão de luz verde. Em 2005 clonamos a luciferase do lampirídeo brasileiro Macrolampis que apresenta espectro muito sensível a pH e outros fatores, e sugerimos a utilização da sensibilidade espectral desta luciferase como possível indicador de mudanças intracelulares de pH e cátions, depositando a primeira patente que utiliza a sensibilidade espectral para finalidades analíticas. Entretanto, até o momento esta propriedade não foi utilizada, em parte por ter sido uma tecnologia pré-matura na época do depósito da patente. Assim, utilizando a luciferase de Macrolampis, e outras pH-sensitivas clonadas em meu grupo de pesquisa, pretendemos identificar os determinantes estruturais da sensibilidade ao pH, e investigar a aplicabilidade tecnológica desta propriedade, desenvolvendo biossensores celulares e intra-celulares para detecção de metais pesados e mudanças de pH. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Enzima de vagalume pode ser usada como indicador de pH intracelular 
Laboratório da UFSCar adquire espectrômetro ultrassensível 
Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa

LUCIFERASES DE VAGALUMES METAL E pH-SENSITIVAS MODIFICADAS E USO COMO REAGENTES E INDICADORES INTRACELULARES DE pH E METAIS PESADOS BR102017023885-7 - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) . Vadim Viviani; Gabriele Verônica de Mello Gabriel - 06 de novembro de 2017

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