Kryptokromit ( kreikaksi κρυπτός - piilotettu, kreikaksi χρώμα - väri) - kasvien ja eläinten valoherkkien proteiinien luokka . Nämä proteiinit antavat soluille mahdollisuuden havaita sinistä ja ultraviolettivaloa .
Kaikki Talin apilan ( Arabidopsis thaliana ) kryptokromit sisältävät PHR- domeenin , joka on lähempänä N-päätä ( englannin sanasta photoliasa h omology r related ), joka suorittaa valosensoritoimintoa ja jolla on suuri homologia fotolyaasien , entsyymien kanssa , jotka kuljettavat valosta riippuvainen DNA-korjaus . PHR-domeenissa on kaksi taskua, jotka tarjoavat sitoutumisen kromoforeihin : pteriini (5,10-metenyylitetrahydrofolaatti) sijaitsee lähempänä N-päätä ja flaviini ( FAD ) sijaitsee lähempänä C-päätä [1] . Arabidopsis - genomi sisältää kolme kryptokromeja koodaavaa geeniä: AtCry1 ja AtCry2 . CRY1:n ja CRY2:n PHR-domeenin pinta on pääasiassa negatiivisesti varautunut, mikä johtaa näiden proteiinien kyvyttömyyteen sitoutua DNA:han ja suorittaa sen korjausta. Se on CRY1/2, joka toimii fotoreseptoreina. AtCry3 -geeni koodaa kryptokromien cry-DASH-luokkaan kuuluvaa proteiinia ( englannista D rosophila, A rabidopsis, S ynechocystis, H omo). cry-DASH-proteiinit voivat sitoutua sekä kaksijuosteiseen että yksijuosteiseen DNA:han, ja ne voivat myös korjata yksijuosteista DNA:ta, joka sisältää syklobutaani-pyrimidiinidimeerejä . Cry-DASH-proteiinien osallistumista valovastaanottoon ei kuitenkaan ymmärretä hyvin. CRY1/2-proteiineilla on pidennetty C-terminaalinen osa (C-pään laajennus CCT); CRY3-proteiinille on tunnusomaista N-pään pidentyminen. CRY1/2-proteiinien C-terminaalinen osa on vähemmän konservoitunut ja on vastuussa kryptokromin sitoutumisesta kumppaneihin ja signaalinsiirrosta . Tällä alueella on DAS-domeeni , joka sisältää kolmen lyhyen motiivin sekvenssin: D QXVP, sidisen (hapan) ja seriinipitoisen ( seriinirikastetun ) sekvenssin.
Viisi kryptokromeja koodaavaa geeniä on löydetty Adiantum venerin karvasaniaisen ( Adiantum capillus-veneris ) genomista.
Kryptokromeilla on merkittävä absorptio näkyvän valon spektrin sinisellä (320–390 nm) ja vihreällä (390–500 nm) alueilla . Antennin (valoa keräävän kromoforin) rooli kryptokromeissa suorittaa pteriini. Kun pteriini absorboi valokvantin, sen viritys siirtyy FAD-molekyyliin, joka toimii "reaktiokeskuksena". Kryptokromin toimintasyklin lähtökohta on FAD:n täysin hapettunut tila. Sinisen valon kvantin absorptio johtaa yhden elektronin fotopelkistykseen, mikä johtaa FADH:n semikinoniradikaalimuodon muodostumiseen • . Elektronin luovuttaja on tryptofaanien triadi, joka sijaitsee FAD:n välittömässä läheisyydessä, protonin lähde on tuntematon [2] . Kryptokromin FADH - muoto on aktiivinen ja aiheuttaa fysiologisen vasteen siniselle valolle. Vihreän valon kvantin lisäabsorptio johtaa semikinonin yhden elektronin fotopelkistyksen toiseen vaiheeseen ja inaktiivisen, täysin pelkistyneen FADH-muodon muodostumiseen . Pimeän rentoutumisen aikana tapahtuu FADH:n täydellinen hapettuminen ja kryptokromin alkuperäisen hapettuneen FAD- muodon muodostuminen, ts. kryptokromin työsykli sulkeutuu.
Oletetaan, että kryptokromin efektori on CCT-alue. Tämän osoittavat tutkimukset, joissa osoitettiin, että kryptokromien CRY1/2 CCT-domeenin eristettyjen fragmenttien yli-ilmentyminen johti konstitutiiviseen fotomorfogeneesiin [ 3] . Lisäksi tiedetään, että mutaatiot CCT-alueessa johtavat CRY1- kryptokromin inaktivoitumiseen [4]
On osoitettu, että CCT-domeeni käy läpi valosta riippuvan siirtymän järjestyneestä tilasta epäjärjestykseen. Tässä tapauksessa kryptokromin epäjärjestyneen CCT-domeenin ja COP1- ubikitiiniligaasin välillä tapahtuu vuorovaikutusta . Useat tiedot osoittavat kuitenkin myös, että epäjärjestynyt CCT-domeeni voi toimia substraattina valosta riippuville kinaaseille . Tiedetään, että CRY1/2 voi muodostaa homodimeerejä, oletetaan, että kyvyllä dimeroitua on tärkeä rooli signaloinnissa.
CRY1 sijaitsee sekä tumassa että sytoplasmassa , kun taas näiden poolien toiminnallista roolia ei ole täysin selvitetty [5] . CRY2:lla on ydinpaikannus.
Kasvien fysiologinen vaste siniseen valoon määräytyy sen laadun (aallonpituuden) ja voimakkuuden perusteella.
Kryptokromeilla on keskeinen rooli fototropismissa , suunnatuissa kasvukierteissä. Lehtien valaiseminen sinisellä valolla lisää stomatan aukkoa . Sininen valo aiheuttaa myös lehtien kasvua, kloroplastien erilaistumista, sirkkalehtien avautumista ja verson kärjen suoristumista [6] .
Erilaisten eläinten ja kasvien tutkimukset ovat osoittaneet, että kryptokromilla on keskeinen rooli vuorokausirytmeissä .
Useat tutkijat olettivat [8] , että silmän verkkokalvossa olevan kryptokromin ansiosta linnut voivat kirjaimellisesti "nähdä" Maan magneettikentän .
Kryptokromit ovat äärimmäisen ikivanhoja ( evoluutionaalisesti konservoituneita) proteiineja: ne ovat melko samanlaisia jopa läheisissä lajeissa.