Phycobilisome - Phycobilisome

Phycobilisome protein
Phycobilisome structure.jpg
Rozložení proteinových podjednotek ve fykobilizomu.
Identifikátory
SymbolPhycobilisome
PfamPF00502
InterProIPR012128
SCOP21cpc / Rozsah / SUPFAM

Phycobilisomes jsou světelné antény z fotosystém II v sinice, červené řasy a glaukofyty.

Obecná struktura

Phycobilisomes jsou proteinové komplexy (až 600 polypeptidy ) ukotven k thylakoid membrány. Jsou vyrobeny z hromádek chromofylovaný bílkoviny, fykobiliproteiny a jejich přidružené linkerové polypeptidy. Každý phycobilisome se skládá z jádra vyrobeného z alophycocyanin, z nichž několik směrem ven orientovaných tyčí vyrobených z naskládaných disků fykocyanin a (je-li k dispozici) fykoerytrin (s) nebo fykoerythrocyanin. Spektrální vlastnost fykobiliproteinů je diktována hlavně jejich protetické skupiny, které jsou lineární tetrapyrroly známý jako fykobiliny počítaje v to fykocyanobilin, fykoerythrobilin, fykourobilin a fykobiliviolin. Spektrální vlastnosti daného phycobilinu jsou ovlivněny jeho proteinovým prostředím.[1]

Funkce

Každý fykobiliprotein má specifické absorpční a fluorescenční emisní maximum ve viditelném rozsahu světla. Proto jejich přítomnost a zvláštní uspořádání ve fykobilizomech umožňují absorpci a jednosměrný přenos světelné energie do chlorofyl A fotosystému II. Tímto způsobem buňky využívají dostupné vlnové délky světla (v rozmezí 500-650 nm), které jsou chlorofylu nepřístupné, a využívají svou energii pro fotosyntézu. To je zvláště výhodné hlouběji v vodní sloup, kde je světlo s delšími vlnovými délkami méně propouštěné, a proto méně dostupné přímo pro chlorofyl.

Geometrické uspořádání fykobilizomu je v sestavě podobné anténě velmi elegantní. Výsledkem je 95% účinnost přenos energie.[2]

Evoluce a rozmanitost

Existuje mnoho variací obecné struktury fykobilizomů. Jejich tvar může být hemidiscoidní (u sinic) nebo hemiellipsoidní (u červených řas). Druhy bez fykoerythrinu mají alespoň dva disky fykocyaninu na tyč, což je dostatečné pro maximální fotosyntézu.[3]

Samotné fykobiliproteiny vykazují malý vývoj sekvence díky své vysoce omezené funkci (absorpce a přenos specifických vlnových délek). U některých druhů sinic, když jsou přítomny jak fykocyanin, tak fykoerythrin, může fykobilizom v reakci na barvu světla projít významnou restrukturalizací. Při zeleném světle jsou distální části tyčinek vyrobeny z červeně zbarveného fykoerytrinu, který lépe absorbuje zelené světlo. V červeném světle je toto nahrazeno modře zbarveným fykocyaninem, který lépe absorbuje červené světlo. Tento reverzibilní proces je znám jako komplementární chromatická adaptace. Je to součást fotosyntetického systému sinic, jako částice, se kterou jsou spojeny různé struktury (tj. Tylakoidní membrána atd.).

Aplikace

Fycobilisomy lze použít v rychlá fluorescence,[4][5] průtoková cytometrie,[6] Western blot a bílkoviny mikročipy. Některé fykobilizomy mají absorpční a emisní profil podobný Cy5, mohou být použity v mnoha stejných aplikacích, ale mohou být až 200krát jasnější, s velkým Stokesův posun, poskytující větší signál na jednu událost vazby. Tato vlastnost umožňuje detekci nízkoúrovňových cílových molekul] [6] nebo vzácné události.

  • Excitační a emisní spektra fykobilizomu z modrozelené řasy.

  • Schopnosti detekce barviv Phycobilisome versus kyaninové v aplikaci Western blot.

Reference

  1. ^ Singh, NK; Sonani, RR; Rastogi, RP; Madamwar, D (2015). „Fycobilisomy: časná podmínka pro efektivní fotosyntézu sinic“. Deník EXCLI. 14: 268–89. doi:10.17179 / excli2014-723. PMC  4553884. PMID  26417362.
  2. ^ Light Harvesting by Phycobilisomes Roční přehled biofyziky a biofyzikální chemie sv. 14: 47-77 (ročník vydání, červen 1985)
  3. ^ Lea-Smith DJ, Bombelli P, Dennis JS, Scott SA, Smith AG, Howe CJ (červen 2014). "Kmeny Synechocystis sp. PCC 6803 s nedostatkem fykobilizomu mají zmenšenou velikost a vyžadují podmínky omezující uhlík, aby vykazovaly zvýšenou produktivitu". Fyziologie rostlin. 165 (2): 705–714. doi:10.1104 / pp.114.237206. PMC  4044857. PMID  24760817.
  4. ^ Zoha SJ, Ramnarain S, Morseman JP, Moss MW, Allnutt FC, Rogers Y, Harvey B (1999). "Fluorescenční barviva PBXL pro přímou ultracitlivou detekci". Journal of Fluorescence. 9 (3): 197–208. doi:10.1023 / A: 1022503600141. S2CID  12373519.
  5. ^ „Porovnání detekce MicroPlate mezi SureLight® P-3L, jinými fluorofory a enzymatickou detekcí“ (PDF). Columbia Biosciences. 2010.
  6. ^ A b Telford WG, Moss MW, Morseman JP, Allnutt FC (srpen 2001). „Fycobilisomy stabilizované sinicemi jako fluorochromy pro detekci extracelulárního antigenu průtokovou cytometrií“ (PDF). Journal of Immunological Methods. 254 (1–2): 13–30. doi:10.1016 / s0022-1759 (01) 00367-2. PMID  11406150.

externí odkazy