Galvenā atšķirība starp halorodopsīnu un bakteriorodopsīnu ir tāda, ka halorodopsīns ir gaismas darbināms hlorīda sūknis, kas atrodams arhejās, savukārt bakteriorodopsīns ir gaismas darbināms protonu sūknis, kas atrodams arhejās.
Halorodopsīns un bakteriorodopsīns ir heptahelical membrānas proteīni. Tos sauc arī par arhejas rodopsīniem. Parasti abi šie ir purpursarkanajā membrānā, kas ir daļa no Halobacterium salinarum šūnu membrānas. Halorodopsīns ir gaismas darbināms hlorīda sūknis, kas ļauj joniem plūst no ekstracelulārās puses uz citoplazmas pusi. No otras puses, bakteriorodopsīns ir gaismas vadīts protonu sūknis, kas ļauj joniem plūst no citoplazmas puses uz ārpusšūnu pusi. Tāpēc halorodopsīns un bakteriorodopsīns ir divi gaismas vadīti jonu izciļņi, kas atrodami arhejās, jo īpaši halobaktērijās.
Kas ir halorodopsīns?
Halorrodopsīns ir tīklenes proteīns no arheona Halobacterium salinarum, kas izmanto zaļās gaismas enerģiju (500 līdz 650 nm), lai transportētu hlorīda jonus šūnā pret membrānas potenciālu. Šo šūnu kālija hlorīda uzņemšana ar jonu sūkņiem, piemēram, halorodopsīnu, ir nepieciešama, lai saglabātu osmotisko līdzsvaru šūnu augšanas laikā. Turklāt ar gaismu darbināms anjonu sūknis ietaupa ievērojamu daudzumu vielmaiņas enerģijas. Halorodopsīns salokās septiņu transmembrānu spirāles topoloģijā ar īsām savstarpēji savienojošām cilpām. Helices (nosauktas no A līdz G) ir izkārtotas lokveida struktūrā un cieši ieskauj tīklenes molekulu, kas caur Šifa bāzi ir kovalenti saistīta ar konservētu lizīna aminoskābi (Lys-242) uz spirāles G. Halorodopsīna šķērsgriezums ar atlikumiem ir svarīga hlorīda pārnesei. Tas ir iespējamais anjona ceļš.
Attēls 01: halorodopsīns
Fotona absorbcija ar halorodopsīna palīdzību ierosina katalītisko ciklu, kas noved pie anjona transportēšanas šūnā. Ciklu var raksturot ar sešiem izomerizācijas (I), jonu transportēšanas (T) un pieejamības maiņas posmiem (slēdzis S). Turklāt svarīga halorodopsīna struktūras un funkcijas analīzes metode ir iespēja ražot īpaši modificētus proteīnus, izmantojot vietēju mutaģenēzi un homologu pārmērīgu ekspresiju.
Kas ir bakteriorodopsīns?
Bakteriorodopsīns ir pazīstams kā gaismas darbināms protonu sūknis arhejās, piemēram, Halobacterium salinarum. Bakteriorodopsīns ir proteīns, ko izmanto arhejas, jo īpaši halobaktērijas, Euryarchaeota klase. Tas darbojas kā protonu sūknis, kas uztver gaismas enerģiju un izmanto šo enerģiju, lai pārvietotu protonus pa membrānu no šūnas. Iegūtais protonu gradients pēc tam tiek pārvērsts ķīmiskajā enerģijā.
2. attēls: Bakteriorodopsīns
Bakteriorodopsīns ir 27 kDa integrāls membrānas proteīns. Sešstūra režģa atkārtojošais elements sastāv no trim identiskām olb altumvielu ķēdēm, no kurām katra ir pagriezta par 120 grādiem attiecībā pret pārējām. Turklāt katram monomēram ir septiņas transmembrānas alfa spirāles un ārpusšūnu divpavedienu beta loksne. Turklāt šī tīklenes proteīna radīto proteīna dzinējspēku izmanto ATP sintāze, lai radītu ATP. Tāpēc, ekspresējot bakteriorodopsīnu, arhejas šūnas spēj sintezēt ATP, ja nav oglekļa avota.
Kādas ir halorodopsīna un bakteriorodopsīna līdzības?
- Halorodopsīns un bakteriorodopsīns pieder heptahelisko membrānu proteīnu apakšgrupai.
- Abi ir tīklenes proteīni.
- Tos sauc arī par arhejas rodopsīniem.
- Tie ir gaismas vadīti jonu izciļņi.
- Abi atrodas purpursarkanajā membrānā, kas ir daļa no Halobacterium salinarum šūnu membrānas.
- Tām ir īpašas funkcijas, kas ir ļoti svarīgas halobaktēriju izdzīvošanai.
Kāda ir atšķirība starp halorodopsīnu un bakteriorodopsīnu?
Halorrodopsīns ir gaismas darbināms hlorīda sūknis, kas atrodams arhejās, savukārt bakteriorodopsīns ir gaismas darbināms protonu sūknis, kas atrodams arhejās. Tādējādi šī ir galvenā atšķirība starp halorodopsīnu un bakteriorodopsīnu. Turklāt halorodopsīns ir gaismas darbināms hlorīda sūknis, kas ļauj joniem plūst no ārpusšūnu uz citoplazmas pusi. No otras puses, bakteriorodopsīns ir gaismas vadīts protonu sūknis, kas ļauj joniem plūst no citoplazmas uz ārpusšūnu pusi.
Tālāk esošajā infografikā tabulas veidā ir parādītas atšķirības starp halorodopsīnu un bakteriorodopsīnu, lai tos salīdzinātu.
Kopsavilkums - halorodopsīns pret bakteriorodopsīnu
Halorrodopsīns un bakteriorodopsīns ir divi gaismas vadīti jonu izciļņi, kas atrodami arhejās, jo īpaši halobaktērijās. Halorodopsīns ir gaismas darbināms hlorīda sūknis, savukārt bakteriorodopsīns ir gaismas darbināms protonu sūknis. Halorodopsīns nodrošina jonu plūsmu no ārpusšūnu uz citoplazmas pusi. Turpretim bakteriorodopsīns ļauj joniem plūst no citoplazmas uz ārpusšūnu pusi. Tātad, šeit ir apkopota atšķirība starp halorodopsīnu un bakteriorodopsīnu.
