Aequorea Victoria
Aequorea Viktoria: In Wirklichkeit fluoresziert nicht der ganze Körper der Qualle, sondern sie trägt einen Kranz von Leuchtpunkten am Rand ihres Schirms
Abb. aus dem GFP-Kaleidozykel
Biolumineszenz: Bei fast allen Organismengruppen gibt es biolumineszierende Vertreter. Jedoch weisen insbesondere höhere Pflanzen und höhere Wirbeltiere mit Ausnahme der Fische - soweit bisher bekannt - keine lumineszierenden Vertreter auf.
Durch exergone Oxidation von Luciferinen mit elementarem Sauerstoff (O2), katalysiert durch Luciferasen, wird Energie in Form von Licht freigesetzt. Sowohl die Luciferine als auch die Luciferasen sind art- oder gruppenspezifisch, also für jede Organismengruppe kennzeichnend. Dabei sind die Luciferasen offensichtlich im Laufe der Evolution aus anderen Enzymen, den Oxygenasen, hervor gegangen. Bei der Veränderung, meistens der Abspaltung von Teilgruppen an dem Luciferin, entsteht Energie, die als Lichtquant abgegeben wird.
Eine etwas andere Art der Lichterzeugung, nämlich durch Photoproteine, verwendet die Qualle Aequorea victoria. Dieser Coelenterat (Hohltier) verwendet Aequorin, ein Ca2+-abhängiges primäres Photoprotein. Da es im Laufe der Reaktion nicht wie andere Luciferine chemisch umgewandelt wird, sondern nach der Emission des Lichts in seinen Ausgangszustand zurückgelangt, ist es unbegrenzt wiederverwertbar. Das grüne Leuchten dieser Quallen entsteht durch die Kombination von GFP (green fluorescent protein) mit dem Aequorin.
Die Leuchtqualle Aequorea Viktoria hat der Biochemie und Zellbiologie gleich zwei wichtige Werkzeuge geliefert: Das Protein Aequorin zeigt mit Hilfe eines gebundenen Kofaktors Kalziumkonzentrations-abhängige Chemolumineszenz und kann daher als intrazellulärere Ca2+-Indikator verwendet werden, während das Grün-Fluoreszierende Protein (GFP) durch autokatalytische Umwandlung dreier Aminosäuren in seinem Inneren einen Fluoreszenzfarbstoff bildet.
Mit dem GFP verwandt ist das Rot-Fluoreszierende Protein aus Korallen. Durch Mutagenese und Selektion wurden von diesen natürlichen Proteinen eine ganze Serie von farblich unterschiedlichen Fluoreszenzmakern abgeleitet: Cyan Fluorescent Protein, Blue Fluorescent Protein, Yellow Fluorescent Protein.
...siehe auch: PDB Molecule of the Month # 78 Luciferase
