Bakteriorrodopsiini

Bakteriorrodopsiini

Bakteriorrodopsiinin trimeeri
Tunnisteet
Symboli Bac_rhodopsin
Pfam PF01036
Interpro IPR001425
PROSITE PDOC00291
SCOP 2brd
SUPERPERHE 2brd
TCDB 3.E.1
OPM superperhe 6
OPM proteiini 1vgo
Saatavilla olevat proteiinirakenteet
Pfam rakenteet
ATE RCSB ATE ; PDBe ; ATEj
ATE-summa 3D malli
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Bakteriorodopsiinit  ovat arkeoottien (esimerkiksi halobakteerien ) kalvon valoherkkien proteiinien perhe . Bakteriorodopsiinit suorittavat protonien siirtoa plasmakalvon läpi ja ovat rakenteeltaan samanlaisia ​​kuin nisäkkäiden rodopsiinit .

Tämä proteiini suorittaa saman tehtävän kuin klorofylli muissa organismeissa - se muuttaa auringonvaloenergian kemiallisten sidosten energiaksi. Se toimii valosta riippuvaisena protonipumppuna . Valokvantin absorptio johtaa nopeisiin rakenteellisiin muutoksiin molekyylissä, minkä seurauksena vetykationi siirtyy sytoplasmasta solukalvon ulkopuolelle.

Proteiinikoostumus

Bakteriorodopsiinin transmembraaniosa koostuu 7 säännöllisestä α-kierteestä , jotka ulottuvat kalvon yhdestä reunasta toiseen, ja kalvosta poistuu yksittäinen α-hiusneula ja kaikki ketjun epäsäännölliset osat (yhdistävät spiraalisilmukat) [1] . Kierteissä istuvat hydrofobiset ryhmät ovat "ulos" kalvon lipideihin (myös hydrofobisiin ) päin. Polaariset ryhmät (niitä on vähän) käännetään hyvin kapeaan kanavaan, jonka läpi protoni kulkee.

Protonien siirto kalvon läpi

Protonien johtuminen suoritetaan kofaktorimolekyylin, verkkokalvon , avulla, joka on kiinnitetty spiraalinipun sisään . Se estää bakteerirodopsiinin keskuskanavan. Fotonin absorboitumisen jälkeen verkkokalvo muuttuu all-trans-muodosta 13-cis-muotoon. Samalla se taipuu ja siirtää protonin seitsemän kierteen säteen päästä toiseen. Ja sitten verkkokalvo taipuu ja tulee takaisin, mutta ilman protonia.

Bakteriorodopsiinin käyttö nanobioteknologiassa

Vuonna 1971 Osterhelt (Saksa) ja Stochenius (USA) onnistuivat eristämään bakteerirodopsiinin halobakteerin Halobacterium halobium [2] [3] solukalvosta . Luonnollisia valokonvertoivia nanomateriaaleja käytetään farmakologiassa, biolääketieteessä, bio- ja nanoteknologiassa. Vuonna 1994 ryhmä venäläisiä tutkijoita sai ensimmäistä kertaa maailmassa bakteerirodopsiinia sisältäviä levyjä. Bakteriorodopsiinia sisältäviä levyjä voidaan käyttää biomolekyylielektroniikassa. Saavutuksen päätulos on purppuraisten kalvojen orientaatio, jotka sisältävät bakteerirodopsiinia hydrofobisissa ja hydrofiilisissa väliaineissa [4] . Gelatiinipohjaiset levyt sisältävät noin 50 % bakteerirodopsiinia. Bakteriorodopsiinin pohjalta luodaan fotoreseptori SnO 2 -mikroelektrodilla ja signaali johdetaan valodiodeihin. [5] Tämän nanoteknologisen materiaalin pääasiallinen käyttökohde on keinotekoinen energia sekä valokonvertoivat kalvot ja nanofilmit.

Galleria

Muistiinpanot

  1. ↑ A. V. Finkelstein, O. B. Ptitsyn, Protein Physics, 2002
  2. ↑ Oesterhelt D., Stoeckenius W. (1971) Rhodopsin - Like Protein of the Purple Membrane of Halobacterium Halobium, Nature, V. 233, nro 89, pp. 149-60.
  3. ↑ Vought BW, Birge RR (toim.) (1999) Molecular electronics and hybrid computers./in: Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering, Wiley-Interscience: New York, .pp. 477-490.
  4. ↑ Mosin O. V., Skladnev D. A., Egorova T. A., Shvets V. I. Bakteriorodopsiini H. halobiumin saaminen, joka on leimattu deuteriumilla fenyylialaniinin, tyrosiinin ja tryptofaanin aromaattisissa aminohappotähteissä // Biotekniikka, 1996. - 0.240. - S. 240.
  5. ↑ Mosin O.V., Skladnev D.A., Shvets V.I. Deuteroitujen aromaattisten aminohappojen sisällyttäminen Halobacterium halobium bacteriorhodopsin -molekyyliin // Applied Biochemistry and Microbiology, 1999. - V. 35. - Nro 1. - s. 34-42.
  6. ↑ Nishikawa, T.; Murakami, M. Bakteriorodopsiinin 13-cis-isomeerin kristallirakenne. . RCSB Protein Data Bank (PDB) (28. maaliskuuta 2005). doi : 10.2210/pdb1x0s/pdb . Haettu 7. lokakuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 15. lokakuuta 2013.
  7. ↑ Nishikawa, T.; Murakami, M. Bakteriorodopsiinin 13-cis-isomeerin kristallirakenne pimeässä sopeutuneessa tilassa.  (englanniksi)  // J. Mol. Biol. : päiväkirja. - Elsevier, 2005. - Voi. 352 . - s. 319-328 . - doi : 10.1016/j.jmb.2005.07.021 . — PMID 16084526 .
  8. ↑ Kuva luotu RasTopilla Arkistoitu 17. huhtikuuta 2015 Wayback Machinessa (Molecular Visualization Software)

Katso myös

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat