Biophysikalische Chemie: Leuchten nach dem Vorbild der Natur

Bisher war unklar, wie die Lumineszenz von Glühwürmchen funktioniert, dabei ist der Mechanismus unter Lebewesen weit verbreitet. Bei der Aufklärung hilft ein chemisches Modellsystem – die chemilumineszenten 2-Coumaranone.

Das männliche Glühwürmchen der Gattung Lamprohiza splendidula ist in Mitteleuropa die einzige einheimische Art, die beim Fliegen Licht ausstrahlt,¹⁾ also Biolumineszenz zeigt.²⁾ Dabei wird in einem enzymatisch katalysierten Prozess Luciferin, in diesem Fall das Firefly-Luciferin (1), zum Oxyluciferin (2) oxidiert (Abbildung 1). Das beteiligte Enzym ist die Luciferase, eine Kinase, die vor der eigentlichen Reaktion das Luciferin (1) durch Phosphorylierung aktiviert. Danach oxidiert Triplettsauerstoff das entstandene Konjugat (3), wobei sich 1,2-Dioxetanon (4) bildet. Dieses zerfällt unter CO₂-Abspaltung und bildet dabei Oxyluciferin (2)* im angeregten Zustand, das in den Grundzustand relaxiert und die überschüssige Energie als grünes Licht emittiert.³⁾

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