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LuciferasenZoomA-Z

Fachgebiet - Biochemie, Photochemie

Luciferasen sind Enzyme, die Licht produzieren - ein Vorgang, der Biolumineszenz genannt wird. Diese Enzyme katalysieren die Oxidation eines Substats wie z.B. Luciferin mit molekularem Sauerstoff zu Oxyluciferin, wobei ein nicht-stabiler, angeregter Übergangszustand erzeugt wird, der unter Abgabe von Licht in einen stabilen Zustand übergeht. Je nach Art der Luciferase werden bei dieser Reaktion noch unterschiedliche Cofaktoren benötigt.

Tab.1
OrganismusCofaktorenProteinmolekulare Masse
Bakterielle LuciferaseAldehyde, FMNH21)Dimer 80.000Da
Glühwürmchen-LuciferaseLuciferin, ATP, Mg2+Monomer 61.000Da
Renilla-Luciferase (Seefeder)CoelenteracidinMonomer 36.000Da
Abb.1
Luciferase-Reaktion von Photinus-Luciferin

Photinus-Luciferin ist der lumineszierende Stoff des europäischen Glühwürmchens (Lampyris noctiluca, Phausis splendidula) und des amerikanischen Leuchtkäfers (Photinus pyralis, "Firefly"). Das bei der Reaktion freiwerdende H2O geht in die Hydrolyse von ATP zu AMP + PPi ein.

In der Gentechnik werden Luciferasen gern als Reportergene verwendet, um die Aktivität eins Promoters zu überprüfen oder die Anwesenheit eines (mit der Luciferase gekoppelten) Gens zu nachzuweisen. In der medizinischen Grundlagenforschung lässt sich mit Luciferase-markierten Carcinomzellen die Bildung und Verbreitung von Metastasen im Körper optisch anhand der Lichtemission verfolgen.

Weitere Informationen zur Chemo- und Biolumineszenz.

Siehe auch: Biolumineszenz

1)FMNH2: reduziertes Flavin-mononucleotid

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Kombinatorisches WirkstoffdesignLevel 360 min.

PharmaziePharmazeutische ChemieWirkstoffdesign

Das Ziel des kombinatorischen Designs ist es, eine möglichst große Zahl von potenziellen Wirkstoffen aus der Kombination bzw. Permutation einfacher Grundstoffe zu erzeugen. Im Gegensatz zur konventionellen Synthese von Wirkstoffen, die gezielt von wenigen Ausgangsstoffen zu einem oder wenigen gewünschten Endprodukten abläuft, versucht die kombinatorische Synthese eine möglichst große Vielfalt von Syntheseprodukten zu erreichen. Das kombinatorische Wirkstoffdesign lebt vom Prinzip, dass eine große Zahl von testbaren Substanzen auch die Anzahl möglicher neuer Leitstrukturen erhöht. Ein zweiter Vorteil der kombinatorischen Methode setzt ein, nachdem durch Versuch und Irrtum neue Leitstrukturen gefunden wurden. Da es in der kombinatorischen Synthese relativ einfach ist, Strukturen systematisch zu modifizieren, erhöht sich die Chance und vermindert sich der Zeitaufwand, gefundene Leitstukturen zu optimieren.