Bacteriorhodopsin

Bacteriorhodopsiner  är en familj av membranfotokänsliga proteiner från arkeoter ( till exempel halobakterier ). Bacteriorhodopsiner utför protonöverföring över plasmamembranet och liknar strukturellt sett däggdjursrodopsiner .

Detta protein utför samma funktion som klorofyll i andra organismer - det ger omvandlingen av solljusenergi till energin av kemiska bindningar. Den fungerar som en ljusberoende protonpump . Absorptionen av ett lätt kvantum leder till snabba strukturella förändringar i molekylen, på grund av vilka vätekatjonen överförs från cytoplasman till utsidan av cellmembranet.

Proteinsammansättning

Den transmembrana delen av bacteriorhodopsin består av 7 regelbundna α-helixar som sträcker sig från den ena till den andra kanten av membranet, och en ensam α-hårnål och alla oregelbundna sektioner av kedjan (förbindande spiralslingor) lämnar membranet [1] . De hydrofoba grupperna som sitter på -helixarna är vända "ut" mot membranets lipider (även hydrofoba ). De polära grupperna (det finns få av dem) vänds in i en mycket smal kanal genom vilken protonen passerar.

Processen för protonöverföring över ett membran

Protonledning utförs med hjälp av en kofaktormolekyl, retinal , fäst inuti spiralbunten . Det blockerar den centrala kanalen av bakterorodopsin. Efter att ha absorberat en foton ändras retinal från all-trans till 13-cis-form. Samtidigt böjer den och överför en proton från ena änden av sjuhelixstrålen till den andra. Och sedan böjer sig näthinnan och kommer tillbaka, men utan en proton.

Tillämpning av bakteriorodopsin i nanobioteknik

1971 lyckades Osterhelt (Tyskland) och Stochenius (USA) isolera bacteriorhodopsin från cellmembranet hos halobacterium Halobacterium halobium [2] [3] . Naturliga fotokonverterande nanomaterial används inom farmakologi, biomedicin, bio- och nanoteknik. 1994 fick en grupp ryska forskare för första gången i världen plattor med bakteriohodopsin. Plattor med bakteriohodopsin kan användas i biomolekylär elektronik. Huvudresultatet av prestationen är orienteringen av lila membran som innehåller bakteriorodopsin i hydrofoba och hydrofila medier [4] . Gelatinbaserade plattor innehåller cirka 50 % bakterorodopsin. På basis av bakteriorodopsin skapas en fotoreceptor med en SnO 2 -mikroelektrod och en signal appliceras på lysdioder. [5] Den huvudsakliga tillämpningen av detta nanoteknologiska material är i artificiell energi och fotokonverterande membran och nanofilmer.

Galleri

Anteckningar

1. ↑ A.V. Finkelstein, O.B. Ptitsyn, Protein Physics, 2002
2. ↑ Oesterhelt D., Stoeckenius W. (1971) Rhodopsin - Like Protein from the Purple Membrane of Halobacterium Halobium, Nature, V. 233, nr 89, pp. 149-60.
3. ↑ Vought BW, Birge RR (red.) (1999) Molecular electronics and hybrid computers./i: 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. Erhållande av bakteriodopsin H. halobium märkt med deuterium vid aromatiska aminosyrarester av fenylalanin, tyrosin och tryptofan // Biotechnology, 19946. - No.
5. ↑ Mosin O.V., Skladnev D.A., Shvets V.I. Inkludering av deutererade aromatiska aminosyror i Halobacterium halobium bacteriorhodopsin molecule // Applied Biochemistry and Microbiology, 1999. - V. 35. - No. 1. - p. 34-42.
6. ↑ Nishikawa, T.; Murakami, M. Kristallstruktur av 13-cis-isomeren av bakteriorodopsin. . RCSB Protein Data Bank (PDB) (28 mars 2005). doi : 10.2210/pdb1x0s/pdb . Hämtad 7 oktober 2012. Arkiverad från originalet 15 oktober 2013. (obestämd)
7. ↑ Nishikawa, T.; Murakami, M. Kristallstruktur av 13-cis-isomeren av bakteriorodopsin i mörkt anpassat tillstånd.  (engelska)  // J. Mol. Biol. : journal. - Elsevier, 2005. - Vol. 352 . - s. 319-328 . - doi : 10.1016/j.jmb.2005.07.021 . — PMID 16084526 .
8. ↑ Bild skapad med RasTop Arkiverad 17 april 2015 på Wayback Machine (Molecular Visualization Software)

Se även

• Proteorhodopsin
• Rhodopsin
• Retinol
• Sensorisk Rhodopsin II
• Bacteriorhodopsin-innehållande filmer

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor ryss