Немного пытаюсь в научный обзор. Про биолюминесценцию, Люциферин и Люциферазу.
Биолюминесценция - естественное свойство, которым обладает 71 вид грибов в природе (по данным 2015 года, количество расширили до 86 видов). А также, кроме того, всем известные светлячки и множество морских организмов, в том числе планктона.
Среди грибов известные нам подобные виды - это разные мицены и опята.
Все из них являются сапротрофами, то есть растут и питаются на мертвой древесине в качестве субстрата. В древесине содержится очень сложный полимер лигнин, который и придает клеточным стенкам такую прочность. Кстати, это еще и ароматический полимер, то есть в его молекулах-звеньях полимерной цепи есть бензольное кольцо (которое почти всегда имеется у химических соединений-ароматов). Так вот, именно молекулы, образующиеся при распаде лигнина со временем, придают старым бумажным книгам тот приятный книжный аромат :)
Но сейчас не про него.
Так вот, грибы растут и с удовольствием расщепляют этот лигнин, выделяя ферменты.
Предположительно, именно благодаря расщеплению и всасыванию компонентов лигнина, грибы в итоге через множество ступеней реакций способны получить производные от него циклические вещества - гиспидины. Среди которых имеется один, под называнием люциферин (на самом деле, химически он называется 3-гидроксигиспидин, но люциферин гораздо удобнее).
Специально для него в организме гриба синтезируется фермент люцифераза. Для ее синтеза у гриба есть специальный ген.
Запускается сложная люциферин-люциферазная реакция в присутствии кислорода, в ходе которой, у люциферина буквально разрывают одну из связей между атомами кислорода.
Лишняя энергия из этой связи испускается наружу в виде зеленого света.
Еще в древние времена пользовались светящимися в темноте кусками мертвой древесины - гнилушками, так вот, их свечение было связано именно с тем, что волокна древесины пронизаны грибницей, даже если плодовых тел грибов на ней нет. Люцифераза способна окислять даже непосредственно субстрат, если в нем, при долгом разрушении лигнина, уже образовался в достаточном количестве тот самый гиспидин нужного строения.
Точно такая же реакция происходит в организмах светлячков, некоторых бактерий, медуз и тд - но у них образуются разные формы люциферина (всего его около 8 типов, и они очень различаются между собой).
Вопрос функции этого свечения изучался удивительным образом: ученые буквально делали грибные светильники.
Я ничего из этого не придумала, клянусь! Хотя удивилась уже на моменте, когда узнала про люциферин с люциферазой.
Так вот, ученые вкладывали светодиод в муляж гриба и ставили его среди живых, включая и выключая в определенное время.
По итогу, пока вывод простой - свечение привлекает множество разных насекомых, которые распространяют споры гриба. Заодно обнаружилось, что у грибов даже есть циркадные ритмы - они светятся более активно в определенное время, когда активны насекомые.
Есть также мнение, что люциферин-люциферазная реакция дает антиоксидантную защиту - продлевает жизнь плодового тела, чтобы споры успели созреть.
Синтезировать грибной люциферин, воспроизвести реакцию и расшифровать ген люциферазы удалось на удивление совсем недавно - несколько лет назад.
Мне, чтобы сделать подобный эффект у грибов, приходится значительно проще - я пользуюсь готовыми люминофорами.
Если что: тут прикреплены НЕ мои светильники, а фотографии настоящих живых грибов и медузы, взятые из интернета.
Мои работы - в предыдущем посте!
Если кому-то хочется больше химии, то вот разные источники:
https://nplus1.ru/news/2017/04/28/glow-glow-glow
https://sciencejournals.ru/view-article/?j=biokhim&y=2021&v=47&n=5&a=BioKhim2104009Gerasimov
https://rscf.ru/en/news/chemistry/grib-svetilnik-uchenye-smogut-sozdat-zhivye-predmety-obikhoda/
https://biolum.eemb.ucsb.edu/chem/detail1.html
