Aequorea victoria, Ubur-ubur Bercahaya

Gambar 1. Ilustrasi proses terpancarnya cahaya dari tubuh ubur-ubur Aequorea victoria.


Pernahkah kalian berpikir bagaimana ubur-ubur menghasilkan cahaya di lautan? Bagaimanakah hal tersebut dapat terjadi? Apa yang mereka miliki dalam tubuh mereka? Mari kita membahas lebih lanjut mengenai hal tersebut.

Pada tahun 1960an dan 1970an Osamu Shimomura mempelajari aequorin dan green fluorescent protein (GFP) yang dimurnikan dari Aequorea victoria. Cahaya ubur-ubur Aequorea victoria dihasilkan oleh aktivasi dua protein, yaitu aequorin dan green fluorescent protein (GFP).

Aequorin adalah fotoprotein yang terdiri dari apo-aequorin yang memiliki berat molekul kira-kira 21kDa dan coelenterazine kelompok prostetik luciferin. Apo-aequorin adalah enzim yang dproduksi dalam photocytes hewan dan coelenterazine adalah substrat yang dioksidasi menggunakan katalisis enzim. Ketika coelenterazine terikat pada apo-aequorin keduanya disebut dengan aequorine. Protein tersebut mengandung 3 tangan EF yang berfungsi sebagai situs pengikatan ion Ca2+. Setelah mengikat ion kalsium, aequorin mengalami perubahan konformasi, mengubah dirinya menjadi oksigenase yang kemudian mengoksidase coelenterazine. Produk dari reaksi tersebut adalah cahaya (λmax = 470 nm), CO2, dan coelenteramide. Cahaya yang dihasilkan oleh aequorin berupa cahaya biru.
Gambar 2. Struktur aequorin dengan kelompok coelenterazine.
Green fluorescent protein (GFP) adalaj protein yang terdiri dari 238 residu asam amino (26,9 kDa) yang menghasilkan fluorescence yang kuat tanpa memerlukan kofaktor atau enzim lainnya. Fungi green fluorescent protein (GFP) adalah untuk mengubah cahaya biru yang dipancarkan oleh fotoprotein aequorin menjadi cahaya hijau. Green fluorescent protein (GFP) mengandung chromophore yang tersusun dai 3 asam amino, yaitu serine, tyrosine, dan glycine. Ketika chromophore menangkap cahaya biru dari aequorine akan menghasilkan cahaya hijau.

Gambar 3. Struktur 3 dimensi green fluorescent protein (GFP), menunjukkan 11-strands
membentuk silinder yang dililitkan dengan heliks bantalan chromphore.
Perubahan warna cahaya biru yang dihasilkan oleh aequorin menjadi cahaya hijau oleh green fluorescent protein (GFP) dijelaskan dengan bioluminescence resonance energy transfer (BRET) dari kromofor aequorin menuju green fluorescent protein (GFP).

Interaksi green fluorescent protein (GFP) dengan aequorin bersifat reversible dan distabilkan oleh konsentrasi protein dan garam yang tinggi, kondisi yang mungkin ditemui dalam organel pemancar cahaya (linght-emitting organells) dari Aequorea victoria.

Penulis: Dessy Feranita

Referensi:
  1. Cubitt, A. B., et al. (1998). Understanding Structure—Function Relationships in the Aequorea victoria Green Fluorescent Protein. Methods in cell biology, 58, 19-30.
  2. Gorokhovatsky, A. Y., et al. (2004). Fusion of Aequorea victoria GFP and aequorin provides their Ca 2+-induced interaction that results in red shift of GFP absorption and efficient bioluminescence energy transfer. Biochemical and biophysical research communications, 320(3), 703-711.
Sumber Gambar:
Gambar 1 : http://medicalart.johnshopkins.edu
Gambar 2 : Head, J. F. et al. (2000). The crystal structure of the photoprotein aequorin at 2.3 Å resolution. Nature, 405(6784), 372-376.
Gambar 3 : Tsien, R. Y. (1998). The green fluorescent protein. Annual eviews, 67 : 509-544.

Bagikan Ilmu