Биолюминесце́нция
жүктеу/скачать 192,78 Kb. Pdf көрінісі
|
1 2
| Биолюминесценци я Биолюминесце́нция — способность живых организмов светиться, достигаемая самостоятельно или с помощью симбионтов . Название происходит от др.-греч. βίος « жизнь » + лат. lumen « свет » + лат. escendere «испускать». Свет создаётся у более высокоразвитых организмов в специальных светящихся органах (например, в фотофорах рыб), у одноклеточных и примитивных многоклеточных эукариот — в особых органоидах , а у бактерий — в цитоплазме . Биолюминесценция обыкновенного светляка Биолюминесценция является хемилюминесцентным процессом и обусловлена ферментативным окислением субстратов- люциферинов , катализируемых ферментами — люциферазами , в результате которого продукт окисления образуется в возбуждённом электронном состоянии, переход продукта окисления из возбуждённого состояния в основное сопровождается излучением фотона в видимом спектральном диапазоне. Хемилюминесценция возникает при многих химических реакциях — например, при рекомбинации свободных радикалов или в реакциях окисления (при свободнорадикальном окислении паров белого фосфора в газовой фазе, окислении люминола в полярных органических растворителях и т. п.). В этом случае, как и в реакциях биолюминесценции, выделяющаяся энергия не рассеивается в виде тепла, как это происходит в ходе большинства экзотермических химических реакций, а расходуется на образование одного из продуктов реакции в возбуждённом электронном состоянии. Для излучения света в ходе хемилюминесцентной реакции необходимо выполнение, как минимум, двух условий: во-первых, энергия, История исследований Физико-химические механизмы биолюминесценции Различные формы оксилюциферина насекомых: A — нейтральная кетоформа λ max = 618 нм B — анион (фенолят) кетоформы C — анион енольной формы, λ max = 587 нм D — енолят-дианион, λ max = 556 нм выделяющаяся в ходе реакции, должна превышать ~41-71,5 ккал/моль и, во-вторых, разница энергий основного и возбуждённого состояния продукта реакции должна быть ниже энтальпии химической реакции. При соблюдении этих условий возможно образование с достаточно высоким выходом окисленной формы люциферина в возбуждённом состоянии и дальнейший переход в основное состояние с испусканием фотона видимого спектрального диапазона. Отношение числа излучённых фотонов к общему числу элементарных актов реакции называется квантовым выходом реакции, квантовые выходы биолюминесценции, в отличие от большинства хемилюминесцентных реакций, очень высоки и достигают значений 0,1-1. Такие квантовые выходы для реакций, протекающих в водных растворах при нейтральных значениях pH, необычны для хемилюминесцентных процессов и обусловлены специфичной ферментативной природой окислительных реакций биолюминесценции, катализируемых люциферазными комплексами. Длина волны излучаемого при биолюминесцентных процессах света зависит от разности энергий основного и возбуждённого состояний окислённых форм люциферинов и связана с ней отношением , полуширина полосы излучения составляет обычно ~50 нм. Поскольку процесс перехода возбуждённое — основное состояние обратим, то спектры флуоресценции оксилюциферинов близки к спектрам биолюминесценции: в обоих случаях излучает молекула оксилюциферина, жүктеу/скачать 192,78 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2