Resolução das estruturas tridimensionais de luciferases de besouros e enzimas relacionadas por cristalografia de raios X: relação entre estrutura, espectros de bioluminescência e atividade oxigenásica

Resumo

A bioluminescência é a emissão de luz visível por organismos vivos, a qual apresenta importantes funções comunicativas intra- e inter-específicas, dentre as quais destacam-se a atração sexual, defesa, camuflagem e atração de presas. Uma reação bioluminescente envolve, basicamente, a oxidação por oxigênio de compostos genericamente conhecidos como luciferinas. Essas reações são catalisadas por enzimas denominadas de luciferases. Nas luciferases de besouros, os determinantes estruturais dos espectros de bioluminescência e sensibilidade ao pH ainda não estão claros. Luciferases que emitem em extremos dos espectros de bioluminescência oferecem modelos para elucidar esses determinantes. Além disto, os determinantes estruturais e a origem da atividade oxigenásica/luciferasica nas luciferases e nas CoA-ligases ainda não foram determinados. Neste trabalho, serão cristalizadas as luciferases emissoras de luz verde de Pyrearinus termitilluminans, de luz vermelha de Phrixotrix hirtus e pH-sensitiva de Macrolampis sp2 na presença de análogos de luciferina ou metais, para determinação da estrutura tridimensional e reconhecimento dos sítios ativo e de ligação de metais. Espera-se que através da comparação das estruturas tridimensionais obtidas e das descritas na literatura possamos identificar os resíduos e grupos catalíticos responsáveis pela atividade oxigenasica e entender como a estrutura influencia o espectro de luz emitida. Através da compreensão da relação entre estrutura e função dessas proteínas, será possível incrementar suas propriedades catalíticas, afim de que possam ser utilizadas em aplicações biotecnológicas e biomédicas.