Οι επιστήμονες έχουν ρίξει φως στον μηχανισμό φωτοενεργοποίησης της πορτοκαλί καροτενοειδούς πρωτεΐνης

Δομή του OCP. Πίστωση: Nikolai Sluchanko

Η έκθεση στο φως είναι υποχρεωτική για τους φωτοσυνθετικούς οργανισμούς να μετατρέπουν ανόργανες ενώσεις σε οργανικές ενώσεις. Ωστόσο, εάν υπάρχει πάρα πολύ ηλιακή ενέργεια, τα φωτοσυστήματα και άλλα στοιχεία κυψέλης μπορεί να υποστούν ζημιά. Χάρη στις ειδικές προστατευτικές πρωτεΐνες, η υπερβολική διέγερση μετατρέπεται σε θερμότητα – σε μια διαδικασία που ονομάζεται φωτοχημική μη ψύξη. Ο στόχος της δημοσιευμένης μελέτης, OCP, ήταν ένας τέτοιος υποστηρικτής. Απομονώθηκε για πρώτη φορά το 1981 από εκπροσώπους της αρχαίας ομάδας φωτοσυνθετικών βακτηρίων, γιανοβακτηρίων. Το OCP περιλαμβάνει δύο τομείς, οι οποίοι σχηματίζουν μια κοιλότητα στην οποία συντήκεται μια καροτενοειδής βαφή.


Όταν απορροφάται από το φως Καροτενοειδές Molecule, OCP μπορεί να αλλάξει από ανενεργό πορτοκαλί σε ενεργή κόκκινη μορφή. Αυτή η διαδικασία είναι πολλαπλών σταδίων και ακολουθεί μια περίπλοκη ιεραρχία γεγονότων. Αποδείξαμε τον ασύγχρονο χαρακτήρα αυτών των αλλαγών σε προηγούμενες εργασίες, αλλά ο μηχανισμός του πρώτου σταδίου ενεργοποίησης του OCP σχετίζεται με τη διάσπαση των δεσμών υδρογόνου μεταξύ καροτενίου και πρωτεΐνηΛέει ο Δρ Eugene Maximov, ανώτερος ερευνητής στο Ομοσπονδιακό Κέντρο Ερευνών για τη Βιοτεχνολογία στο RAS.

Οι επιστήμονες έχουν πραγματοποιήσει μια ολοκληρωμένη μελέτη χρησιμοποιώντας τις μεθόδους της δομικής βιολογίας, της βιοχημείας, της φασματοσκοπίας και της κβαντικής χημείας. Ερευνητές από το Ομοσπονδιακό Κέντρο Βιοτεχνολογίας της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών δημιούργησαν μια “σούπερ πορτοκαλί” έκδοση του OCP με μοναδικές ιδιότητες φασματικής και σύνθεσης και ταυτοποιήθηκαν Κρυσταλλική δομή Με την υψηλότερη χωρική ανάλυση μεταξύ όλων των πρωτεϊνών που συνδέονται με το OCP.

Η ανάλυση των λαμβανόμενων δεδομένων αποκάλυψε ότι η αντίδραση διαχωρισμού φορτίου θα μπορούσε να λάβει χώρα κατά μήκος του δεσμού υδρογόνου μεταξύ του μορίου καροτενίου και ενός από τα υπολείμματα αμινοξέων της πρωτεΐνης ως αποτέλεσμα της απορρόφησης ενός φωτονίου στο OCP. Στο σκοτάδι, αυτός ο δεσμός υδρογόνου σταθεροποιεί την πορτοκαλί κατάσταση του OCP, αλλά κατά τον φωτισμό, σπάει γρήγορα λόγω της αναδιανομής της πυκνότητας ηλεκτρονίων στο μόριο καροτίνης. Ως αποτέλεσμα, η πρωτεΐνη γίνεται διπολική, η οποία προκαλεί αλλαγή σε ολόκληρη τη δομή της. Περιγράφηκε για πρώτη φορά αυτή η φωτοχημική αντίδραση καροτενοειδών.

“Η ανακάλυψή μας θα επέτρεπε τον έλεγχο της ενεργοποίησης του OCP και των φασματικών ιδιοτήτων της. Κατά συνέπεια, αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει στη δημιουργία νέων ελεγχόμενων από το φως συστημάτων και« έξυπνων »βιοσυμβατών υλικών βασισμένων σε φωτοδραστικές πρωτεΐνες για οπτογενετική και λειτουργική απεικόνιση», λέει ο Δρ Νικολάι Σλουτσάνκο. , ερευνητής, Διευθυντής στο Ομοσπονδιακό Κέντρο Ερευνών για τη Βιοτεχνολογία στο RAS.


Οι βιολόγοι ανακαλύπτουν τη μεταφορά καροτενοειδών μεταξύ δύο τύπων πρωτεϊνών


περισσότερες πληροφορίες:
Igor A. Yaroshevich et al., Ο ρόλος των εναλλασσόμενων δεσμών υδρογόνου και των καταστάσεων μεταφοράς φορτίου στην ενεργοποίηση πορτοκαλί καροτενοειδούς πρωτεΐνης, Βιολογία Επικοινωνίας (2021). DOI: 10.1038 / s42003-021-02022-3

Παρέχεται από το Ομοσπονδιακό Κέντρο Ερευνών “Βασικές αρχές της βιοτεχνολογίας”

το απόσπασμα: Οι επιστήμονες ρίχνουν φως στον μηχανισμό της ενεργοποίησης φωτογραφιών πορτοκαλιού καροτενίου (2021, 17 Μαΐου) Ανακτήθηκε στις 17 Μαΐου 2021 από https://phys.org/news/2021-05-scientists-mechanism-photoactivation-orange-carotenoid.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη μεταχείριση για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  MERCURY PLANET: ΜΙΑ ΚΑΤΑΠΛΗΚΤΙΚΗ ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΜΕΣΩ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗΣ

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *