RESUMO DO ARTIGO: BIOLUMINESCÊNCIA
DE FUNGOS: DISTRIBUIÇÃO, FUNÇÃO E MECANISMO DE EMISSÃO DE LUZ
Nota-se que a
tecnologia vem aumentando cada vez mais no ramo bioquímico, no entanto, a emissão
de luz por animais e plantas tem inspirado a curiosidade e o interesse da
humanidade, sendo alvo de investigações por um grande número de naturalistas.
Sabemos que a bioluminescência é a emissão de luz fria e visível por organismos
vivos. Ela ocorre em variados organismos (bactérias, fungos, algas,
celenterados, moluscos, artrópodes, peixes), principalmente no ambiente
marinho. No ambiente terrestre ela ocorre em fungos, anelíedeos, moluscos e
principalmente nos insetos. Ela serve principalmente para finalidades de
comunicação biológica.A bioluminescência é gerada por reações químicas
altamente exotérmicas, catalizadas enzimaticamente, nas quais a energia das
ligações químicas de compostos orgânicos é convertida preferencialmente em luz
visível. Nestas reações, moléculas genericamente denominadas de
luciferinas são oxidadas por oxigênio, produzindo moléculas eletrônicamente
excitadas que decaem emitindo luz. Estas reações são catalizadas por enzimas
chamadas de luciferase.. A bioluminescência constitui uma das
assinaturas da vida, e por esta razão ela serve como um excelente bioindicador
desde o nível molecular até o nível ambiental, e como excelente reagente
bioanalítico e marcador celular e de expressão gênica. Com relação à
bioluminescência fúngica, existem diversos registros históricos sobre a emissão
de luz de madeira e outros tipos de material celulósico em decomposição. Já no
início, notou-se que a luz derivada dos materiais em decomposição não era
acompanhada de calor.
Existem 71 espécies
conhecidas de fungos bioluminescentes, divididas em quatro linhagens,
Armillaria, Omphalotus, Micenoide e Lucentipes, onde 52 são Micenoides (73%), 4
Armillaria (6%), 13 Omphalotus (18%) e 2 Lucentipes (3%). Das 71 espécies
descritas, 12 espécies podem ser encontradas no Brasil (17%), sendo que pelo
menos 8 eram desconhecidas da comunidade científica.7,8,14,15 Os corpos de
frutificação foram encontrados nos estados do Paraná, São Paulo, Mato Grosso do
Sul, Piauí, Tocantins, Goiás, Maranhão e Amazonas . A América do Sul
não possui a linhagem Armillaria, presente somente em América do Norte, Ásia e
Europa. Já a linhagem recém-proposta, Lucentipes, só existe nas Américas
Central e do Sul. As espécies estão distribuídas pela América do Norte (28% das
71), Central (10%), do Sul (30%), Europa (30%), Ásia (52%), Oceania (18%) e
África (10%).
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Fungos bioluminescentes podem ser encontrados em diversas
florestas tropicais e temperadas do mundo. Desde que a temperatura seja amena
(20-30 ºC), a umidade seja elevada e haja material lignocelulósico em
decomposição, estes fungos podem ser encontrados desde pequenas matas ciliares
até na Floresta Amazônica.
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São fortes as
evidências de que a bioluminescência também desempenhe um papel de proteção
antioxidante frente à ação deletéria das espécies reativas de oxigênio. McElroy
e Seliger propuseram, em 1962, que a bioluminescência teria evoluído de um
mecanismo ancestral de desintoxicação, com único e exclusivo propósito de
consumir oxigênio. Seliger, em 1975, foi o primeiro a sugerir que as
luciferases surgiram de oxigenases de função mista, envolvidas na remoção de compostos
insaturados durante os primeiros momentos de vida na Terra. Wood propôs em
1995, de forma contrária, que o fenótipo luminescente dirigiu a evolução das
luciferases para a nova função oxigenásica. Na bactéria bioluminescente
Xenorhabdus luminescens sob hiperóxia ocorre concomitante indução das enzimas
antioxidante superóxido dismutase e luciferase. Há relatos do possível papel
das luciferinas como moléculas antioxidantes na água-viva, Aequorea sp., e no
pirilampo, Pyrearinus termitilluminans. É importante lembrar que o
entendimento da bioluminescência de fungos não seria completo sem avaliar a
significância ecológica dela para o organismo. Em outros sistemas, é
relativamente fácil entender as vantagens seletivas da bioluminescência, como a
atração do(a) parceiro(a), em vagalumes, ou a relação simbionte entre bactérias
bioluminescentes (Vibrio fischeri) e peixes. Diversos possíveis papéis
ecológicos para os fungos bioluminescentes foram propostos por Sivinski:23 i)
atrair dispersores de esporos, ii) atração de carnívoros e fungívoros, iii)
atração de fertilizadores, iv) repulsão de fungívoros fotofóbicos, v) atração
de fungívoros e outros competidores fúngicos e vi) luz como sinal de alerta da
toxicidade do fungo. É certo que a bioluminescência atrai a atenção de certos
artró- podes. Muitos deles são conhecidos por serem fototrópicos, pois são
atraídos por luzes diversas, incluindo a iluminação urbana. Acredita-se que a
principal função biológica da emissão de luz por fungos seja a de atrair
insetos dispersores de esporos, o que ocorre em fungos não bioluminescentes,
como em algumas espécies de fungos fétidos da família Phallales, que atraem
moscas. Pequenos mosquitos (e. g. Phoridae, Diptera) e Collembola são
coletados em maior abundância em armadilhas utilizando o fungo luminoso
Dictyopannus pusillus (Lev.) do que em outras com espécies não
bioluminescentes. No fungo Mycena pruinosa-visida (Corner) e M. rorida (Fr.)
Quel., dos trópicos orientais, somente os esporos emitem luz; na maioria dos
corpos de frutificação, a emissão de luz é restrita ou mais intensa nas lamelas
e o fungo Panellus stipticus emite luz mais intensa no período que os esporos
estão na maturação. A localização da emissão nos corpos de frutificação e
interações crescentes com insetos refuta o argumento de que a bioluminescência
em fungos não tem função, ou seja, é consequência inútil de um subproduto do
metabolismo fúngico. De maneira geral, o sistema bioluminescente de um
organismo pode envolver uma série de reações químicas, embora a luz seja
emitida apenas a partir de uma reação que produz um estado excitado do emissor.
Apesar de existirem diversas sistemas bioluminescentes, todos envolvem a
oxidação de um substrato (usualmente chamado de luciferina), por sua luciferase
ou uma fotoproteína. Toda bioluminescência é uma reação quimiluminescente. A
emissão de luz podia ser observada quando o extrato quente, contendo a
luciferina, era misturado com a redutase na presença de NAD(P)H, seguido da
adição da luciferase, após alguns minutos de incubação. Quanto maior o tempo de
incubação ou a quantidade de enzima redutase, maior a intensidade de emissão.
Nesta proposta, a luciferina fúngica reage inicialmente com uma redutase
dependente de NADPH e, em seguida, com a luciferase fúngica, resultando na
emissão de luz. Apesar dos diversos trabalhos sobre fungos bioluminescentes
publicados nos últimos 50 anos, apenas modestos avanços foram feitos na
investigação acerca do mecanismo de bioluminescência fúngica. Sem dúvida, um
dos pontos de maior divergência no mecanismo de bioluminescência de fungos
sempre foi a existência ou não de enzimas envolvidas no processo. As duas
principais propostas defendidas até 2009, como já mencionado, eram a
enzimática, de Airth e Foerster, da década de 1960, e a não enzimática, de
Shimomura, do final da década de 1980.
REFERENCIAS: http://quimicanova.sbq.org.br/imagebank/pdf/Vol36No2_314_17-RV12419.pdf
