Luciférine

Une luciférine est une petite molécule dont la transformation chimique produit un état électronique excité capable d’émettre un photon. Le terme désigne une fonction dans une réaction de bioluminescence, et non une substance universelle : les luciférines connues appartiennent à plusieurs familles chimiques sans origine évolutive commune démontrée.

Conversion de l’énergie

Dans un système luciférine-luciférase, l’oxydation du substrat forme un produit excité. Lorsque celui-ci revient à son état fondamental, une partie de l’énergie chimique est libérée sous forme de lumière. Selon le système, la réaction nécessite de l’oxygène, de l’ATP, un ion ou un autre cofacteur. La couleur émise dépend du substrat, de l’enzyme et du microenvironnement de la réaction.

La coelentérazine est une luciférine très répandue chez les animaux marins, notamment dans plusieurs lignées de cnidaires, crustacés et poissons. Sa présence dans des groupes éloignés ne signifie pas que tous la synthétisent : certaines espèces l’obtiennent par leur alimentation. D’autres systèmes emploient des molécules distinctes, comme le complexe flavine-aldehyde des bactéries lumineuses.

Acquisition et localisation

Un organisme peut synthétiser sa luciférine, en acquérir les précurseurs, la prélever dans sa nourriture ou dépendre d’un symbiote lumineux. Ces voies déterminent si la capacité lumineuse persiste lors d’un changement de régime ou d’environnement. La luciférine peut être stockée séparément de l’enzyme, concentrée dans un photophore ou associée à une photoprotéine.

La luciférine ne doit pas être confondue avec la luciférase, qui est le catalyseur protéique, ni avec un fluorophore. Ce dernier réémet de l’énergie lumineuse absorbée, tandis qu’une luciférine participe à une réaction chimique productrice de lumière.