Jacques Livage Les chocs inélastiques cours et séminaires sur le web rubrique Collège de France.
La bioluminescence Jacques Livage Collège de France rubrique cours du Collège de France.
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La bioluminescence
Jacques Livage
Collège de France
www.ccr.jussieu.fr/lcmc
rubrique ‘ cours du Collège de France ’
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Aristote
Luminescence de la mer lorsqu’on agite l’eau
due à des micro-organismes planctoniques
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Thomas Bartholin(1616 - 1680)
de luce animalium1647
luciole
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Robert Boyle(1627 - 1691)
Montre que la bioluminescence de champignons ou de bactéries
ne se produit qu’en présence d’oxygène
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Raphael Dubois 1886
Deux fractions d ’un broyat d’organes luminophores de lucioles
1. la luminescence cesse au bout d’un certain temps
2. mis dans l ’eau bouillante de donne pas de luminescence
1 + 2 la luminescence réapparaît
Réaction enzymatiquesubstrat non sensible à la chaleur
enzyme dénaturée à 100°C
1. la luminescence cesse épuisement du substrat
2. Eau bouillante dénaturation de l’enzyme
1(enzyme) + 2 (substrat) la luminescence réapparaît
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Bioluminescence
luciférine peroxyluciférine [P*] P + hluciférase
O2
Catalyse enzymatique (luciférase)
de l’oxydation
d’un substrat (luciférine) par l’oxygène
rendement ≈ 90%
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L’oxydation peut être précédée d’une activation du substrat (luciole)
Activation de la luciférine par l’ATP en présence d’ions Mg2+
formation d’un complexe ‘ luciférine-luciférase-AMP ’
et élimination de pyrophosphate
Oxydation de la luciférine en peroxyluciférine
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relaxation du complexe activé avec émission de photons
cyclisation du peroxyde puis décarboxylation
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bactéries
Grande variété de luciférinescélentérazine
dinoflagellés
lucioles
vargulin
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Ver luisantfemelle du Lampyre
(coléoptère)
Les organes luminescents sont situés dans les 3 derniers segments de l’abdomen
Lampyris nocticula
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L’œil du mâle est très gros de façon à mieux percevoir les signaux lumineux de la femelle
Lampyris nocticula
mâle ailé
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Lucioles
nombreux signaux périodiques
émis simultanémente et en phase
par l ’ensemble des mâles
auxquels la femelle répond pour attirer les mâle
Le mâle vole tandis que la femelle reste à terre
larveluciole
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La recherche(12.04)
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La ‘femme fatale’
Thomas Eisner et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94 (1997) 9723
Photuris versicolor
Après l’accouplement, la femelle émet des signaux
correspondant à d’autres espèces de lucioles
afin d’attirer leurs mâles et de les dévorer
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Photinus ignitus Photinus marginellus
Ces lucioles produisent des substances (pyrones stéroïdiennes)
qui les protègent contre leurs prédateurs(araignéees, grives, …)
Protection de la femme fataleet de sa descendance
15
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Le ‘ railroad worm ’ (phengodidae)
têteabdomen
650 nm570 nm
double luminescence
rouge ( ≈ 550 nm) sur la tête
verte ( ≈ 620 nm) sur le reste du corps
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Les ‘ railroad worms ’ : phengodidae
Luminescence de E. coli génétiquement
avec les gènes responsables
des luminescences rouge et verte
Du railroad worm Phrixotrix
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Bactéries génétiquement modifiées avec les gènes
responsables de la bioluminescencede l ’Aequorea victoria
Green Fluorescent Proteins
Aequorea victoria
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O. Lev et al. Chem. Mater. (2002)
Fluorescence des bactéries génétiquement modifées
Fluorescence après différents
temps d ’incubation
0
140 mn
260 mn
340 mn
420 mn
480 mn
Green Fluorescent Protein
Réponse de E. coli à l’addition des protéines
Souche de E. coliporteuse du plasmide pPBG11
cultivée en présence de
l’inducteur de protéines GFP
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La bioluminescence est très répandue
Bactéries
Champignons
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Insectes
luciole
ver luisant
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Bioluminescence marine
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