Determinação dos rendimentos quânticos de amino-análogos de luciferina com a luciferase vermelha de Phrixotrix e seus mutantes

• Processo: 18/24889-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2019
• Data de Término da vigência: 12 de junho de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Radiologia e Fotobiologia
• Pesquisador responsável: Vadim Viviani
• Beneficiário: Vanessa Rezende Bevilaqua
• Supervisor: Yoshihiro Ohmiya
• Instituição Sede: Centro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade (CCTS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Sorocaba , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Tsukuba (AIST), Japão
• Vinculado à bolsa: 15/06875-4 - 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, BP.DD
• Assunto(s): Luciferases Besouros Bioluminescência Biofotônica Phrixothrix
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: amino-luciferina | bioluminescência vermelho distante | luciferase | luciferina | rendimento quantico | Bioluminescência e Biofotonica

Resumo

As luciferases de besouro são responsáveis pela produção de diferentes cores de bioluminescência que variam do verde ao vermelho usando o mesmo substrato (D-luciferina). Alguns análogos da luciferina, como os 6 '-amino análogos, podem ampliar a gama de cores de bioluminescência. Entre várias luciferases de besouros que foram clonadas e estudadas, a luciferase da larva-trenzinho de Phrixothrix hirtus (PxRE) ainda é a única que emite naturalmente luz vermelha, exibindo o espectro mais deslocado para a região do vermelho e alta afinidade pela luciferina, sendo potencialmente útil para ensaios bioanalíticos e de bioimagem. No entanto, esta enzima sofre de baixo rendimento quântico (15%) e estabilidade quando comparada às luciferases emissoras de luz verde (40-60%). Recentemente, descobrimos que, entre todas as luciferases dos besouros, a luciferase de emissão vermelha de P. hirtus apresentou as mais altas atividades de bioluminescência e espectros batocrômicos com os análogos Molpholil-LH2 (634 nm) e Pirrolidil-LH2 (644 nm). Para entender melhor o motivo dessa enzima exibir maior atividade bioluminescente com esses análogos, planejamos determinar o rendimento quântico dessa luciferase, seus mutantes e comparar com outras luciferases de besouros.