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Seleção de mutantes da luciferase de Phrixothrix hirtus (Coleoptera: Phengodidae) com maiores constantes catalíticas e afinidades para luciferina e ATP para o desenvolvimento de luciferases mais eficientes

Processo: 15/06875-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de julho de 2015
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2019
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Radiologia e Fotobiologia
Pesquisador responsável:Vadim Viviani
Beneficiário:Vanessa Rezende Bevilaqua
Instituição-sede: Centro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade (CCTS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Sorocaba , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):18/24889-0 - Determinação dos rendimentos quânticos de amino-análogos de luciferina com a luciferase vermelha de Phrixotrix e seus mutantes, BE.EP.DD
Assunto(s):Phrixothrix   Lampyridae   Luciferases   Bioluminescência

Resumo

As luciferases são as enzimas responsáveis pela bioluminescência. Essas enzimas catalisam a oxidação altamente exergônica de substratos conhecidos como luciferinas, nas quais a energia é liberada na forma de luz com alta eficiência. As luciferases de vaga-lumes são as mais conhecidas e empregadas na área biotecnológica como reagentes bioindicadores de ATP, biossensores, biomarcadores celulares, genes repórter, entre outras aplicações. Na área Biomédica, os genes de luciferases de vaga-lumes têm sido utilizados para estudos de progressão e regressão viral e bacteriana e na regressão tumoral em modelos animais. As luciferases oriundas de vaga-lumes norte-americano, europeu e japonês têm sido as mais utilizadas nessas propostas, entretanto, possuem aplicabilidade limitada, pois produzem bioluminescência de cor verde-amarelada, que é parcialmente absorvida pela hemoglobina e por tecidos ósseos. A luciferase de Phrixothrix hirtus, clonada e caracterizada por nosso grupo, é a única que produz naturalmente luz vermelha, e possui alta afinidade para luciferina e ATP, sendo potencialmente útil para ensaios analíticos e amostras pigmentadas. Porém esta enzima tem rendimento quântico e constante catalítica baixos quando comparada com as luciferases emissoras de luz verde. Baseado em conhecimentos prévios de estrutura e função desta e outras luciferases, visamos neste projeto desenvolver uma luciferase emissora de luz vermelha com maior eficiência catalítica, diminuindo o KM para os substratos e aumentando a constante catalítica e, possivelmente, melhorar o rendimento quântico, através de técnicas de mutagênese sítio-dirigida e randômica. Os resultados serão correlacionados com a estrutura da enzima. Planejamos também investigar a aplicabilidade desta enzima como reagente bioanalítico em amostras pigmentadas. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre a bolsa:
Estudo explica por que vagalumes e besouros emitem luz com cores diferentes 
Study shows how fireflies and click beetles emit different colors of light 
Por qué las luciérnagas y otros coleópteros emiten luz de colores distintos 
Una investigación revela de qué manera produce luz roja el gusano ferrocarril 
Pesquisa revela como a larva-trenzinho produz luz vermelha 
Científicos brasileños obtienen una bioluminiscencia roja más eficiente 
Brazilian researchers obtain more efficient red bioluminescence 
Pesquisadores da UFSCar obtêm bioluminescência vermelha mais eficiente 
Researchers show how railroad worms produce red light 
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias (52 total):
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Portal R7: Luz do vaga-lume: O que diz a Ciência por trás do brilho? (14/Jun/2021)
Portal Exame: Pesquisa revela como larva de besouro consegue produzir luz vermelha (27/Set/2019)
Arquiteta Giovanna: Luz do vaga-lume – Entenda a ciência por trás do brilho (14/Jun/2021)
Fatos & Fatos: Luz do vaga-lume – Entenda a ciência por trás do brilho (14/Jun/2021)
Sitios Fuente (México): Científicos brasileños obtienen una bioluminiscencia roja más eficiente (09/Abr/2021)
UWinHealth: New system facilitates real-time imaging of biological, pathological processes (01/Abr/2021)
Phys.Org (Reino Unido): Researchers obtain more efficient red bioluminescence than those available commercially (30/Mar/2021)
News Medical (Austrália): New system facilitates real-time imaging of biological, pathological processes (30/Mar/2021)
Bioengineer (Reino Unido): Brazilian researchers obtain more efficient red bioluminescence (29/Mar/2021)
Scienmag Science Magazine (Reino Unido): Brazilian researchers obtain more efficient red bioluminescence (29/Mar/2021)
7thSpace: Brazilian researchers obtain more efficient red bioluminescence (29/Mar/2021)
Biotech Asia News (Índia): Brazilian researchers obtain more efficient red bioluminescence (29/Mar/2021)
Press-news.org: Brazilian researchers obtain more efficient red bioluminescence (29/Mar/2021)
4State News: Brazilian researchers obtain more efficient red bioluminescence (29/Mar/2021)
LabNetwork: Pesquisadores da UFSCar obtêm bioluminescência vermelha mais eficiente (12/Fev/2021)
Saense: Pesquisadores da UFSCar obtêm bioluminescência vermelha mais eficiente (12/Fev/2021)
LIM - Laboratórios de Investigação Médica: Pesquisadores da UFSCar obtêm bioluminescência vermelha mais eficiente (11/Fev/2021)
Quimiweb: Pesquisadores da UFSCar obtêm bioluminescência vermelha mais eficiente (11/Fev/2021)
Science and Technology Research News (EUA): Researchers Show How Railroad Worms Produce Red Light (17/Out/2019)
Jornal Joseense News: Pesquisa revela como a larva-trenzinho produz luz vermelha (02/Out/2019)
Espaço Ecológico no Ar: Pesquisa revela como larva-trenzinho consegue produzir um “farol” vermelho (28/Set/2019)
Clube dos Animais: Pesquisa revela como larva-trenzinho consegue produzir um “farol” vermelho (28/Set/2019)
Esteta : Pesquisa revela como a larva-trenzinho produz luz vermelha (27/Set/2019)
Planeta online: Pesquisa revela como a larva-trenzinho produz luz vermelha (27/Set/2019)
LabNetwork: Pesquisa revela como a larva-trenzinho produz luz vermelha (27/Set/2019)
Portal Gazeta de São Carlos: Pesquisa revela como a larva-trenzinho produz luz vermelha (27/Set/2019)
Jornal Integração: Pesquisa revela como a larva (27/Set/2019)
Nikkeyweb: Pesquisa revela como larva de besouro consegue produzir luz vermelha (27/Set/2019)
Green Area (Líbano): Una investigación revela de qué manera produce luz roja el gusano ferrocarril (23/Set/2019)
Nature World News (EUA): Railroad Worms Emit Red Light – Now Scientists Finally Know How It Works (22/Set/2019)
SciTech Daily (EUA): Railroad Worms Emit Red Light – Now Scientists Finally Know How It Works (22/Set/2019)
Focus Technica: Railroad Worms Emit Red Light – Now Scientists Finally Know How It Works (22/Set/2019)
Tech Deeps: Railroad Worms Emit Red Light – Now Scientists Finally Know How It Works (22/Set/2019)
PetTraining.org: Railroad Worms Emit Red Light – Now Scientists Finally Know How It Works (22/Set/2019)
The LifeScientist.in (Índia): Railroad Worms Emit Red Light – Now Scientists Finally Know How It Works (22/Set/2019)
The Science Times (EUA): Unique Railroad Worm Light Emission Could Improve Medical Imaging, Study Says (21/Set/2019)
Phys.Org (Reino Unido): Researchers show how railroad worms produce red light (20/Set/2019)
NCYT Amazings (Espanha): Una investigación revela de qué manera produce luz roja el gusano ferrocarril (20/Set/2019)
ElChaco.info (Bolívia): Ciencia: Una investigación revela de qué manera produce luz roja el gusano ferrocarril (20/Set/2019)
Daily Science (Tokelau): Researchers show how railroad worms produce red light (20/Set/2019)
Infomediatico: Una investigación revela de qué manera produce luz roja el gusano ferrocarril (20/Set/2019)
Business Fast (Reino Unido): Red-glowing railroad worm may hold key to better medical imaging (20/Set/2019)
Business Telegraph (Reino Unido): Red-glowing railroad worm may hold key to better medical imaging (20/Set/2019)
The Engineer (Reino Unido) online: Red-glowing railroad worm may hold key to better medical imaging (20/Set/2019)
Bioengineer (Reino Unido): Researchers show how railroad worms produce red light (19/Set/2019)
Scienmag Science Magazine (Reino Unido): Researchers Show How Railroad Worms Produce Red Light (19/Set/2019)
Brightsurf: Researchers show how railroad worms produce red light (19/Set/2019)
Career Biotech: Researchers show how railroad worms produce red light (19/Set/2019)
Pharma Jobs: Researchers show how railroad worms produce red light (19/Set/2019)
7thSpace: Researchers show how railroad worms produce red light (19/Set/2019)
Scienstack: Researchers show how railroad worms produce red light (19/Set/2019)
Daily Hush Today: Onderzoekers laten zien hoe spoorwegwormen rood licht produceren (19/Set/2019)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PELENTIR, G. F.; BEVILAQUA, V. R.; VIVIANI, V. R. A highly efficient, thermostable and cadmium selective firefly luciferase suitable for ratiometric metal and pH biosensing and for sensitive ATP assays. PHOTOCHEMICAL & PHOTOBIOLOGICAL SCIENCES, v. 18, n. 8, p. 2061-2070, AUG 1 2019. Citações Web of Science: 0.

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