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dc.contributor.authorOliveira, Gabriela de
dc.date.accessioned2019-04-23T18:26:46Z
dc.date.available2019-04-23T18:26:46Z
dc.date.issued2019-03-22
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Gabriela de. Estudo comparativo do efeito da temperatura na estabilidade e espectros de bioluminescência das luciferases de Phrixotrix hirtus e outros besouros bioluminescentes. 2019. Tese (Doutorado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11298.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11298
dc.description.abstractFirefly luciferases have been extensively used as bioanalytical reagents and their cDNAs as reporter genes and bioimaging biosensors. Luciferases of fireflies, “rail-road” worm and "tec-tec" beetles, have different characteristics of thermostability, kinetics and spectrum of bioluminescence, being able to offer alternatives to increase the applications of these enzymes. However, most of these enzymes are unstable at temperatures above 30 ° C, and firefly luciferases exhibit bioluminescence spectra sensitive to temperature. In this thesis, we conducted an extensive study of the effect of temperature on the stability and bioluminescence spectra of recombinant luciferases from Brazilian bioluminescent beetles, and we used site-directed mutagenesis to increase the thermostability of red-light-emitting luciferase from Phrixotrix hirtus. The most thermostable luciferases were the ones that emitted the most shifted light to the blue within each family: that of the Elateridae Pyrearinus termitilluminans (534 nm), that of the Phengodidae Phrixotrix vivianii (546 nm) and that of the Lampyridae Amydetes vivianii (538 nm), confirming that emitting luciferases in the region from green to blue are more stable. All the pH-sensitive luciferases of fireflies studied here presented sensitivity of the bioluminescence spectrum to temperature. The luciferases with the most displaced bioluminescence spectrum for blue were also less temperature sensitive in the following order: Amydetes <Cratomorphus <Photinus <Macrolampis. It was also possible to verify the existence of a linear relationship between temperature and light intensity ratio in the green and red regions, which allow quantifying raciometrically the temperature using these luciferases. Finally, P. hirtus red light-emitting luciferase was resistant to stabilization by site-directed mutagenesis, only N351E and R353E showed slightly higher thermostability than the wild-type enzyme, preserving the same bioluminescence spectrum. The results suggest that this red light-emitting luciferase is very flexible, requiring considerable engineering to stabilize it.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectBioluminescênciapor
dc.subjectLuciferases pH- sensitivaspor
dc.subjectLuciferases pH-insensitivaspor
dc.subjectTermoestabilidadepor
dc.subjectCurva raciométricapor
dc.subjectBioluminescenceeng
dc.subjectpH-sensitive luciferaseseng
dc.subjectpH-insensitive luciferaseseng
dc.subjectThermostabilityeng
dc.subjectRatiometric curveeng
dc.titleEstudo comparativo do efeito da temperatura na estabilidade e espectros de bioluminescência das luciferases de Phrixotrix hirtus e outros besouros bioluminescentespor
dc.title.alternativeComparative study of the effect of temperature in the stability and bioluminescence spectra of the luciferases of Phrixotrix hirtus and other bioluminescent beetleseng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Viviani, Vadim
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3942043373510668por
dc.description.resumoLuciferases de vagalumes tem sido extensivamente utilizadas como reagentes bioanalíticos e os seus cDNAs como genes repórteres e biosensores para bioimagem. Luciferases de vagalumes, larvas “trenzinho” e besouros “tec-tec”, possuem características de termoestabilidade, cinética e espectro de bioluminescência diferenciados, podendo oferecer alternativas para aumentar as aplicações destas enzimas. Entretanto, a maioria destas enzimas são instáveis em temperaturas acima de 30°C, e as luciferases de vagalumes apresentam espectros de bioluminescência sensíveis a temperatura. Nesta tese, realizamos um amplo estudo do efeito da temperatura na estabilidade e espectros de bioluminescência de luciferases recombinantes de besouros bioluminescentes brasileiros, e usamos mutagênese sítio-dirigida para aumentar a termoestabilidade da luciferase emissora de luz vermelha de Phrixotrix hirtus. As luciferases mais termoestáveis foram as que emitem luz mais deslocada para o azul dentro de cada família: a do elaterídeo Pyrearinus termitilluminans (534 nm), aquela do fengodídeo Phrixotrix vivianii (546 nm) e aquela do lampirídeo Amydetes vivianii (538 nm), confirmando que luciferases emissoras na região do verde ao azul são mais estáveis. Todas as luciferases pH-sensitivas de vagalumes estudadas aqui, apresentaram sensibilidade do espectro de bioluminescência à temperatura. As luciferases com o espectro de bioluminescência mais deslocado para o azul, também foram menos sensíveis a temperatura, na seguinte ordem: Amydetes< Cratomorphus< Photinus< Macrolampis. Também foi possível averiguar a existência de uma relação linear entre temperatura e razão de intensidade de luz nas regiões do verde e vermelho, que permitem quantificar raciometricamente a temperatura usando estas luciferases. Finalmente, a luciferase emissora de luz vermelha de P. hirtus mostrou-se refratária à estabilização por mutagênese sítio-dirigida, apenas N351E e R353E apresentaram termoestabilidade ligeiramente maior do que a enzima selvagem, preservando o mesmo espectro de bioluminescência. Os resultados sugerem que esta luciferase emissora de luz vermelha seja muito flexível, requerendo uma engenharia considerável para estabilizá-la.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEvpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOLOGIA MOLECULARpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::ENZIMOLOGIApor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: Código de Financiamento 001por
dc.description.sponsorshipIdFAPESP: 2015/05949-4por
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/1539841107867462por


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