Огни Люцифера

Лишь 200 лет спустя, точнее в 1835 г., французский зоолог Рафаэль Дюбуа показал, что для внутриклеточного производства света необходимо основное вещество, которое он назвал люциферином, на которое Должна воздействовать диастаза, люцифераза, которая в присутствии кислорода испускает свет. Термины люциферин и люцифераза были ему подсказаны описанием путешествий Христофора Колумба. 12 октября 1492 г. в 10 часов вечера каравелла великого путешественника находилась на расстоянии примерно 150 км от суши, когда вахтенный матрос сообщил, что заметил на поверхности воды дрожащие огни, будто огромное количество свечей исполняло какой-то танец. Все высыпали на палубу. Но через несколько минут свет погас так же неожиданно, как и появился. Моряки остались при убеждении, что то были огни ада, огни дьявола - Люцифера.

Эти огни Люцифера, объясненное Дюбуа, открыли новую страницу в биологии, которую мы считаем далеко не закрытой. За 8-9 десятилетий исследований зоологи доказали, что свет может вырабатываться опосредованно светящимися бакгеряями-симбиотами или паразитами 143 видов и непосредственно - 153 видами в результате внутриклеточных реакций.

Люминофорные органы различных животных имеют один и тот же тип строения; только одни более простые, другие более сложные. У простейших эти органы выступают в форме зернышек, разбросанных в протоплазме единственной клетки. У насекомых фотогенные органы сосредоточены наподобие гроздьев на трахеях, которые лучше снабжаются кислородом. У некоторых червей, головоногих и ракообразных люминесцентные органы находятся в слизи, выбрасываемой в окружающую среду, наподобие того, как сепия выбрасывает свои чернила. Иногда эти органы имеют более сложное строение: у каракатицы и глубоководных рыб они становятся настоящими "фарами" с сильным световым излучением.

Решающий этап в изучении этих явлений был открыт в 1961 г. американскими биохимиками Уильямом Д. Мак-Элори и доктором Говардом Г. Селиджером из Балтиморского университета. Они раскрыли химический состав люциферина и сумели синтезировать его.

Анализ люциферазы был связан со значительными трудностями. Она представляет собой энзиму, то есть макромолекулу белка с очень сложным строением. Первые исследования показали, что она состоит приблизительно из 1000 единиц аминокислоты. До настоящего времени биохимикам не удалось синтезировать эту энзиму. Основные реакции образования биолюминесценции просты. Имеющая молекулы АДФ люцифераза в качестве катализатора способна вырвать из молекулы люциферина два атома водорода и заменить их атомом кислорода. В химии эта реакция называется дегидрогенизацией. В ходе этой реакции имеет место световое излучение. Американским биохимикам удалось доказать удивительный факт: число отраженных фотонов точно равно числу подвергшихся окислению молекул люциферина, то есть коэффициент полезного действия составляет 100%.