Aula Prática: Efeito de cádmio e pH na função de uma enzima: a luciferase de vagalume

A desnaturação de proteínas pode ser causada por pHs extremos e metais pesados, como chumbo e mercúrio. Pequenas variações de pH ou baixas concentrações de metais pesados também afetam a estrutura e função de proteínas como enzimas, tendo efeitos tóxicos no metabolismo, entretanto, tais efeitos não são facilmente visualizados. A enzima luciferase, que catalisa a reação de oxidação da luciferina em vagalumes, produz luz verde-amarela em pH fisiológico. Em pH ácido ou na presença de certos metais pesados a cor da luz emitida muda para o laranja-avermelhado. Estas enzimas ao ligar os metais pesados ou prótons, mudam de conformação, afetando as interações eletrostáticas entre os aminoácidos do sítio-ativo e a molécula-produto (oxiluciferina), mudando a cor da luz emitida. Nesta aula prática a luciferase clonada do vagalume Amydetes vivianii, que é especialmente sensível ao cádmio, é utilizada para indicar variações de concentração deste metal e, também, para mudanças de pH, por meio da alteração da cor da luz do verde-amarelo-laranja. A bioluminescência produzida é, facilmente, visualizada em ambiente escuro, podendo ser fotografada com câmera de celular convencional.