Luciferin 4-monooxygenase

Люциферин-4-монооксигеназа (luciferin 4-monooxygenase) — это фермент, катализирующий окисление люциферина в присутствии молекулярного кислорода и ионов магния с образованием оксилюциферина, углекислого газа и света в видимом диапазоне (биолюминесценция). Фермент относится к классу оксидоредуктаз, использующих N-содержащие соединения как доноры электронов. Наиболее изученная форма люциферин-4-монооксигеназы выделена из жуков рода Photinus, в частности Photinus pyralis, где она локализована в клетках светлячковых органов. Молекулярная масса фермента составляет около 60 кДа, а оптимальный pH для активности находится в диапазоне 7,5–8,0. Фермент требует для активности АТФ, который участвует в активации люциферина до люциферил-АМФ. Субстратная специфичность фермента достаточно высока, хотя возможна слабая активность с аналогами люциферина. Люциферин-4-монооксигеназа широко используется в биолюминесцентных анализах, включая детекцию АТФ, отслеживание экспрессии генов и визуализацию клеточных процессов в живых системах. Структурно фермент состоит из двух доменов — аденилат-связывающего и люциферин-связывающего, что обеспечивает двухступенчатый механизм катализа. Энзим ингибируется продуктами реакции, в частности оксилюциферином, что регулирует интенсивность свечения. Ген, кодирующий люциферин-4-монооксигеназу, используется в качестве репортерного в молекулярной биологии. Стабильность фермента зависит от условий хранения и температуры, при 37 °C наблюдается снижение активности вследствие термоденатурации. Фермент устойчив к лиофилизации и может быть реанимирован без существенной потери активности. Мутантные формы люциферин-4-монооксигеназы обладают изменёнными спектральными характеристиками и повышенной стабильностью, что расширяет их применение в биомедицинских исследованиях.