Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Revoluce ve svícení. Svítící enzym „luciferáza“ by mohl nahradit elektrické žárovky

Žárovka už 140 let usnadňuje každodenní život přeměnou elektrické energie na světlo. Lze ji vůbec nahradit? Ano, lze…

Vědci Martin Marek a Martin Toul z Loschmidtových laboratoří, RECETOX, Přírodovědecké fakulty MUNI popsali inovativní a zároveň udržitelný způsob, jak svítit.

Inspirací vědcům jsou organismy žijící na dně moří a oceánů se schopností produkce a emise „studeného“ světla, tzv. bioluminiscence.

O objasnění tohoto procesu se vědci z celého světa pokoušeli poslední čtyři desítky let, ale až brněnští vědci na ukázkovém organismu, jímž byl mořský korál renila fialový (Renilla reniformis), odhalili mechanismus svícení luciferázy, a molekulární podstatu mořského žahavce.

Mohl by v budoucnu rozsvítit naše ulice…(?)

Pohled do katalytického centra Renilla luciferázy, kde dochází k vazbě luciferinu a jeho následné oxidaci, doprovázené emisí viditelného světla. Foto: MUNI SCI
Pohled do katalytického centra Renilla luciferázy, kde dochází k vazbě luciferinu a jeho následné oxidaci, doprovázené emisí viditelného světla. Foto: MUNI SCI

Svítící revoluce

„Zdroje naší planety nejsou bezedné. Neustále se používají fosilní paliva, která obnovitelná nejsou, a jejich masivní používání má negativní dopady nejen na globální ekosystém, ale též na lidské zdraví,“ připomíná biolog Martin Marek.

„Luminiscenční enzymy by mohly být používány v našich každodenních životech, a nejen v laboratořích, kde se využívají běžně.“ Při svícení žárovkou se uvolňuje teplo, zatímco luciferázy teplo neuvolňují a dokážou energii velmi efektivně přeměnit na světlo.

„Náš objev představuje svítící revoluci.“

Jak „vyladit“ enzym?

Brněnští vědci objasnili chemické kroky, které jsou klíčové v procesu bioluminiscence. Ukázali, kam a jak se v molekule enzymu váže energeticky bohatý substrát, tzv.

luciferin. Pomocí metod strukturní biologie a spektroskopických měření zmapovali enzymatickou oxidaci luciferinu a jeho přeměnu na energeticky bohatý meziprodukt, po jehož rozpadu a dekarboxylaci dochází k emisi viditelného modrého záblesku.

Díky pochopení tohoto procesu nyní vědci umí „ladit“ enzym tak, aby generoval světlo požadované vlnové délky a s cílenou délkou svícení.

Ukázka produkce studeného světla smícháním enzymu luciferázy a luciferinu ve zkumavce v laboratorních podmínkách. Foto: MUNI SCI
Ukázka produkce studeného světla smícháním enzymu luciferázy a luciferinu ve zkumavce v laboratorních podmínkách. Foto: MUNI SCI

Budoucnost svícení

Pomocí metody rentgenové krystalografie se vědcům z Loschmidtových laboratoří podařilo svítící enzym zachytit přímo v akci.

Ačkoliv byla struktura samotného enzymu již zmapována dříve, Martin Marek a Martin Toul pomocí metody rentgenové krystalografie dokázali tuto strukturu monitorovat i v okamžiku navázání luciferinu, jehož následnou chemickou přeměnou se generuje světlo.

A právě to jim umožnilo detailně popsat reakci, ke které v enzymu dochází.

Při své práci metodami proteinového inženýrství též zrekonstruovali předka dnešního enzymu luciferázy renily fialové, a tak poodhalili tajemství jeho evoluce z původně nesvítících enzymů.

„Byla to hodinářská práce. Vyvinuli jsme z enzymu několik možných předků a následně jsme je porovnávali.

Díky tomu jsme přesněji pochopili, jak se vyvíjeli jeden z druhého, a ve kterých aspektech se postupně zdokonalovali až do podoby dnešního enzymu s vysokou intenzitou emise světla,“ upřesnil Martin Toul proces hledání.

Aktuálně však před vědci stojí další výzkumná otázka, a to, jak dlouho dokáže enzym svítit bez přerušení.

Doposud v laboratorních podmínkách luciferáza rozsvítila zkumavku na 48 hodin. „Omezením zde zůstává naše neznalost, jakým způsobem živé organismy syntetizují energeticky bohatý luciferin.

Tak, jako jaderný reaktor potřebuje palivo ve formě obohaceného uranu, tak i luciferázy pro svůj provoz potřebují palivo, a tím je právě onen luciferin,“ říká Martin Marek.

Výzkumníci si osvojili metody, jak luciferiny syntetizovat chemicky v laboratoři, ale tento proces je pro praktické využití ekonomicky neefektivní.

„Musíme odhalit biosyntetické dráhy vedoucí ke tvorbě luciferinů a jejich recyklace v buňkách, abychom byli schopni sestrojit geneticky kódovaný a energeticky nezávislý zdroj světla,“ nastiňuje Martin Marek budoucí cesty výzkumu a hledání investorů, kteří by vývoj těchto technologií podpořili.

Ve světě se již vědci zabývají tím, jak využít bioluminiscenční organismy ke svícení, a zjištění brněnských vědců ve spolupráci s francouzskými kolegy umožní přenést tuto myšlenku do každodenního života.

Související články
Druhová pestrost hmyzu v české přírodě výrazně klesá. Zmírnit tento propad může návrat velkých kopytníků – divokých koní, zubrů a praturů – do krajiny. Ukazuje to rozsáhlá studie českých vědců vedených výzkumníky z Biologického centra Akademie věd České republiky (BC AV ČR), kteří sledovali pět skupin hmyzu na 11 lokalitách v České republice s celoroční […]
Dánská farmaceutická společnost Novo Nordisk zahájila výrobu v novém závodě v Bohumili ve Středočeském kraji. Firma do areálu investovala více než osm miliard korun, což z projektu dělá jednu z největších investic do moderní farmaceutické výroby v České republice za poslední roky. Výroba se rozbíhá po dokončení testovacího provozu. V první fázi se závod zaměří […]
Praha, 20. května 2026 – Doprava v ČR vstupuje do další etapy digitalizace. Vláda schválila strategii rozvoje kooperativních inteligentních dopravních systémů C-ITS na období 2026 až 2031. Pod technickým názvem se skrývá praktická změna, kterou mohou řidiči v příštích letech pocítit velmi konkrétně. Auta, silnice, dopravní infrastruktura i některé městské systémy si budou v reálném […]
Do Českého Švýcarska se vrátil oheň. Plameny z jara jsou sice bezpečně uhašeny, znovu ale vzplály varovné hlasy volající po krocích, které by vzrůstající riziko lesních požárů do budoucna minimalizovaly.   Lesní požáry už nejsou problémem vzdáleného Středomoří. S oteplujícím se klimatem, vysušenou krajinou a desetiletími lidských zásahů se z nich stává nový evropský normál – a […]
reklama
Historie
Korunovace prvního českého krále: Odměnil se Vratislav II. arcibiskupovi za korunu?
Pražský hrad je od rána v obležení zvědavců. Takovou slávu česká země ještě nezažila. Poprvé v historii bude mít krále! Kníže Vratislav II. právě zažívá vrchol své panovnické kariéry.   Obřad, který se koná 15. června 1085, nevede nikdo menší než sám trevírský arcibiskup Egilbert (†1101) a v publiku mezi řadovými diváky stojí další osobnost, jež se […]
Předpověděl portugalský král vlastní smrt?
Královská rodina mává z otevřeného kočáru a provázejí ji ovace. Pak se ale z davu vynoří podmračený muž s plnovousem, poklekne na jedno koleno a zamíří pušku na cíl. Tím není nikdo jiný než sám panovník.   Diplomat. Mučedník. Tak znějí dvě přezdívky, pod kterými Portugalsko zná svého krále Karla I. (1863–1908). Ta první se vztahuje k jeho jednání […]
Jindřich II. za svou vášeň pro rytířské turnaje zaplatil životem
Ozve se dunivá rána a koňské zaržání. Král Jindřich II. se zakymácí a na konci kolbiště vypadne ze sedla. Hlavu má posetou dřevěnými úlomky a tvář zalitou krví. Při pohledu na tu hrůzu dvorní dámy vykřiknou. Panovníkova manželka Kateřina Medicejská omdlí.   Z lesa u Fontainebleau nedaleko Paříže se ozývají hlasité výstřely. „Za ním! Rychle!“ […]
Spáchala mafie na operního pěvce bombový útok?
Havanským operním domem se ozve ohlušující rána. Exploze je tak mohutná, že Enrica Carusa, který si připíná plášť, srazí na zem. Jeviště je v plamenech, všude jsou trosky a je slyšet křik.   Uslzená Dorothy Carusová (1893–1955) má sepjaté ruce a už poněkolikáté se modlí. Právě telefonovala s reportérem z United Press. „Dostali jsme zprávu, že dnes večer […]
Zajímavosti
Durian: Ovoce, které rozděluje svět
V mnoha asijských státech se s durianem daleko nedostanete. Tato lahůdka, které se přezdívá „král ovoce“, totiž prosluje svým intenzivním zápachem. Například v Singapuru se s ním nesmí do hromadné dopravy, na letiště ani do velké části hotelů.   Mluví se o něm jako o nejzdravější svačině na světě. Najdete v něm vitamin C, B2, B6, hořčík, železo, […]
Příběh vizitek: Kdo ji nemá, nesmí na banket
Na stříbrném podnose ve vstupní hale leží zdobný papírek. Pán domu ho zvědavě stiskne mezi prsty. Pak si všimne, že má lísteček ohnutý roh. Nahodí kabát a osobně se vydá do ulic, aby zanechal na jiném podnose podobně ohnutou vizitku…   Píše se rok 618 a Čína zdecimovaná občanskou válkou se dává dohromady. Hlavní podíl […]
Simo Häyhä: Střelec, který je postrachem Rudé armády
Když se jednoho večera krátce před Vánoci vrátí do tábora, je nezvykle zakaboněný. Zhltne ohřátou konzervu a hledí do ohně. Jako kdyby mu za zády stála zubatá s kosou. A také že stojí a gratuluje mu. Bílá smrt toho dne zabije 25 vojáků!   Časně ráno 30. listopadu 1939 vzlétnou do vzduchu sovětské bombardéry a […]
Bludičky: Odkud se berou tančící světélka?
V temných mlhavých nocích se nad močály a bažinatými loukami objevují podivná blikající světélka. Lidé jim říkají bludičky. Po staletí u nich vyvolávají úžas i strach, protože je považují za projev nadpřirozených sil.   Když se noc rozhostí nad krajinou, může se stát, že uvidíte malé plamínky tančící nad mokřady. Na první pohled vypadají jako […]
Záhady a napětí
Léčebná metoda Su Jok: Skutečný průlom, nebo jen dobře fungující placebo?
Na první pohled obyčejná ruka, podle zastánců metody Su Jok však skrývá přesnou mapu celého lidského těla. Stimulace konkrétních bodů na dlaních a chodidlech má údajně ovlivňovat jednotlivé orgány i zmírňovat bolest bez použití léků. Zůstává ale otázkou, zda jde o skutečný léčebný princip, nebo efekt, který zatím neumíme spolehlivě vysvětlit.   Bolest se někdy […]
Strašidelný maják St. Augustine: Místo smrti a utrpení!
Na pobřeží americké Floridy stojí maják, který měl sloužit jako bezpečný orientační bod pro lodě, místo světla uprostřed temnoty. Už krátce po svém zprovoznění se však začíná spojovat s tragédiemi a záhadnými událostmi, které se zde opakují s podivnou pravidelností. Může jít o souhru náhod, nebo o místo, kde minulost odmítá odejít?   Silná kamenná věž […]
Záhadný veleještěr od Hlohovce
Hustým porostem se prodírá důchodce, aby si v lese nasbíral léčivé byliny. Na chvíli se zastaví a po namáhavé chůzi si utírá orosené čelo. Najednou spatří, jak se na svahu mezi balvany, v paprscích letního slunce, vyhřívá neznámý tvor podobný obrovské ještěrce! Když obluda otevře tlamu, starý muž ztuhne strachem. Potichu ustoupí o několik kroků, […]
Obyvatele indické vesnice děsí duchové: Mohou za to zlé síly?
Obyvatelé vesnice Mariguda v indickém státě Urísa žijí od konce roku 2025 v rostoucím strachu. Několik vesničanů totiž za záhadných okolností umírá a jejich duše nyní údajně straší ve vesnici. Podle některých vesničanů může vše souviset se stavebními pracemi u zdejší řeky, kde se dříve konaly náboženské rituály. Probudila snad stavba zlé síly?   Klidná […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Nördlingen: Kráter pro město vyhloubil meteorit
historyplus.cz
Nördlingen: Kráter pro město vyhloubil meteorit
Tuší, že by to mohla být senzace. Než však tu úžasnou zprávu „pustí do světa“, chce získat nějaký důkaz. Proto se americký geolog Eugene Shoemaker do bavorského Nördlingenu rozjede. Při prohlídce místního kostela zběžně prozkoumá jeho zdi a… „Měl jsem pravdu!“ vydechne užasle!   Římané zde v 1. století n. l. zakládají osadu, kterou zhruba o
7 talentů sody bicarbony
panidomu.cz
7 talentů sody bicarbony
Jedlá soda nepatří jen do těsta. Hodí se i pro zlepšení zdraví. Jaká má léčivá použití? Úplně na začátku je důležité si to ujasnit. Existují dva typy sody. * Jedlá soda (pro úplnost je to hydrogenuhličitan sodný s chemickou značkou NaHCO3) je ten bílý, ve vodě rozpustný prášek, kterému říkáme bicarbona. Je součástí kypřicího prášku
Ta magická noc v jeskyni vyléčila mé zlomené srdce
skutecnepribehy.cz
Ta magická noc v jeskyni vyléčila mé zlomené srdce
Cítila jsem se hrozně. Trápila mě nešťastná láska. Padaly na mě deprese. Kamarádka mě tehdy vytáhla na výlet, a já tam získala chuť do života. Každý si určitě prošel těžkým životním obdobím, kdy se mu nechtělo žít. Ty největší deprese často přicházejí v mládí, když se rozejdeme se svou první láskou a přijde strašlivé zklamání. Se mnou to
Životabudič jménem sprcha
rezidenceonline.cz
Životabudič jménem sprcha
Dopřeje relax a nabije energií, představuje soukromé útočiště, je zdrojem wellness prožitků. Nejmodernější hygienické oázy, jež sprchování pozvedají na dokonalý očistný rituál těla i mysli, potěší prvotřídním designem, prémiovými materiály a technologiemi. Moderní sprchové kouty nebo panely na první pohled zaujmou jednoduchým designem, inspirovaným nejčastěji minimalismem, kde každý prvek v prostoru má své místo a
Tři české zoo kooperují při záchraně supů!
21stoleti.cz
Tři české zoo kooperují při záchraně supů!
Supi nemají obecně příliš dobrou pověst. Nutno ovšem podotknout, že jde o úchvatné a také důležité zástupce živočišné říše. Coby mrchožrouti mají totiž v přírodě úlohu pomyslných čističů, kteří zamezu
Nejzáhadnější výstava všech dob právě otevřela
iluxus.cz
Nejzáhadnější výstava všech dob právě otevřela
Výstava Sherlock Holmes: The Exhibition, která bude slavnostně zahájena 25. 6. 2026 v galerii Bílá Labuť na pražské Florenci, vtáhne doslova každého návštěvníka do světa kriminalistických stop a mistr
Tajemství Karolina a zlata z Jílového: Vzniklo srdce slavné univerzity díky myši a svatebnímu závoji?
epochanacestach.cz
Tajemství Karolina a zlata z Jílového: Vzniklo srdce slavné univerzity díky myši a svatebnímu závoji?
Jen málokteré české město je se zlatem spjato tak těsně jako Jílové u Prahy. Už ve středověku patřilo k nejvýznamnějším nalezištím zlata v českých zemích a za vlády Karla IV. zažilo nebývalý rozkvět. Právě odtud podle staré legendy pocházelo bohatství, které stálo u zrodu jedné z nejvýznamnějších budov české historie – pražského Karolina, dnešního sídla
Luxusní vepřová paštika
tisicereceptu.cz
Luxusní vepřová paštika
Chuťově výraznější a máslově jemná konzistence vás překvapí. Ingredience 250 g vepřových jater 200 g másla 1 cibule 1 stroužek česneku 1 dl brandy 2 snítky rozmarýnu (čerstvého) sůl, pepř,
Léto s plným nosem? Ne!
nejsemsama.cz
Léto s plným nosem? Ne!
Kýchání, oči jako angorský králík. Nos ucpaný tak, že by neprošel ani komár. Senná rýma a letní alergie dokážou zkazit den, noc i romantickou procházku parkem. Co s tím, abyste se z toho nezbláznila? Každé jaro a léto se vzduchem šíří pyl stromů, trav a plevelů. Imunitní systém alergika ale reaguje přehnaně. Místo klidného nadechnutí spustí poplach.
Co se dělo v německém Schwalmtalu? Vraždili tu nacisté děti?
enigmaplus.cz
Co se dělo v německém Schwalmtalu? Vraždili tu nacisté děti?
Křik a pláč se rozléhá chodbami chátrající budovy. Lidí uvnitř se zmocňují nepříjemné pocity, jako by je z temných koutů místností cosi pozorovalo. A noc se tu může snadno změnit v děsivý zážitek na c
Utěšuje Batulkovou teď po rozchodu rodina?
nasehvezdy.cz
Utěšuje Batulkovou teď po rozchodu rodina?
Tohle už začíná být vážně divné. Jsou spolu? Nejsou spolu? O vztahu herečky známé ze seriálu Ulice Dany Batulkové (68) a režiséra Ondřeje Zajíce (56) se vedou už dlouho diskuse. Dokonce měla proběhn
Podivné vášně Habsburků: Císař sbíral krokodýly, král lovil kamzíky
epochaplus.cz
Podivné vášně Habsburků: Císař sbíral krokodýly, král lovil kamzíky
Vládnout říši sahající od Severního moře po Jadran je náročná práce. Habsburkové si proto hledají způsoby, jak vypnout. Jenže zatímco obyčejný člověk si zajde na ryby nebo na houby, habsburský panovník si pořídí alchymistickou laboratoř, sbírku rohů jednorozčů nebo tisíce loveckých trofejí. Jejich záliby jsou často stejně fascinující jako podivné. Největším podivínem habsburské dynastie na
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz