Биохимия и молекулярная биология - Белясова Н.А. 2002

Метаболизм. Процессы, приводящие к запасанию энергии
Улавливание энергии света биомолекулами
Биолюминесценция

Под биолюминесценцией понимают способность живых организмов ис­пускать видимый свет. В основе данного явления лежит ферментативное аэробное окисление веществ особого семейства, называемых люциферина­ми. Катализирующие этот процесс ферменты называют люциферазами. Энергия, выделяющаяся в процессе окисления люциферинов, превращается в энергию электронного возбуждения молекул, способных испускать ее в виде фотонов. Свечение может иметь самые разные тона: от голубого до красного.

К биолюминесценции способны многие организмы: бактерии, грибы, про­стейшие, моллюски, насекомые (светляки), кишечнополостные животные, ракообразные, рыбы и др. Люциферины этих организмов сильно различаются по структуре и свойствам. Большинство из них испускают свет при окисле­нии, взаимодействуя с О₂. Однако некоторые люциферины, например такие, как фотобелок медуз, активируются ионами кальция.

У светящихся бактерий роль люциферина выполняет FMNH₂. При его окислении в присутствии альдегида с длинной цепью (не менее 8 атомов уг­лерода) происходит одновременное окисление альдегида в карбоновую ки­слоту и люциферина в FMN:

FMNH₂ + O₂ + R—CHO + люцифераза →

→ FMN + H₂O + R—COOH + фотон

Эта реакция протекает, видимо, через стадию образования пероксида фла­винмононуклеотида, а свечение характеризуется длиной волны ~490 нм.

Светящиеся организмы могут использовать явление биолюминесценции для опознавания особей своего вида, приманки добычи, в качестве брачных сигналов, отпугивания хищников и отвлечения их внимания, для «высвечи­вания» жертвы и т. д. Менее понятна роль биолюминесценции для низкоор­ганизованных организмов, например бактерий.

Существует точка зрения, согласно которой биолюминесценция возникла на стадии перехода от анаэробных форм жизни к аэробным как защитная реакция по отношению к мощному окислителю — молекулярному кислоро­ду.