Avainero halorodopsiinin ja bakteerirodopsiinin välillä on, että halorodopsiini on valokäyttöinen kloridipumppu, jota löytyy arkeista, kun taas bakteerirodopsiini on valokäyttöinen protonipumppu, jota löytyy arkeista.
Halorodopsiini ja bakteriorodopsiini ovat heptahelikaalisia kalvoproteiineja. Ne tunnetaan myös arkea-rodopsiineina. Yleensä molempia löytyy violetista kalvosta, joka on osa Halobacterium salinarum -solukalvoa. Halorodopsiini on valokäyttöinen kloridipumppu, joka mahdollistaa ionien virtauksen solunulkoiselta puolelta sytoplasmapuolelle. Toisa alta bakteerirodopsiini on valokäyttöinen protonipumppu, joka sallii ionien virrata sytoplasmapuolelta solunulkoiselle puolelle. Siksi halorodopsiini ja bakteerirodopsiini ovat kaksi valon ohjaamaa ionikuhlaa, joita löytyy arkeista, etenkin halobakteerista.
Mikä on halorodopsiini?
Halorodopsiini on arkeon Halobacterium salinarumista peräisin oleva verkkokalvon proteiini, joka käyttää vihreän valon energiaa (500–650 nm) kloridi-ionien kuljettamiseen soluun kalvopotentiaalia vastaan. Näiden solujen kaliumkloridin otto ionipumpuilla, kuten halorodopsiinilla, on välttämätöntä osmoottisen tasapainon ylläpitämiseksi solujen kasvun aikana. Lisäksi valokäyttöinen anionipumppu säästää huomattavan määrän aineenvaihduntaenergiaa. Halorodopsiini taittuu seitsemän transmembraaniseksi heliksitopologiaksi, jossa on lyhyitä yhdistäviä silmukoita. Heliksit (nimeltään A - G) on järjestetty kaarimaiseen rakenteeseen ja ympäröivät tiukasti verkkokalvon molekyyliä, joka on kovalenttisesti sitoutunut Schiff-emäksen kautta konservoituneeseen lysiiniaminohappoon (Lys-242) heliksissä G. Halorodopsiinin poikkileikkaus jäämien kanssa on tärkeää kloridin siirrolle. Se on anionin todennäköinen polku.
Kuva 01: Halorodopsiini
Halorodopsiinin aiheuttama fotonin absorptio käynnistää katalyyttisen syklin, joka johtaa anionin kulkeutumiseen soluun. Sykliä voidaan kuvata kuuden isomeroinnin (I), ionin kuljetuksen (T) ja saavutettavuuden muutoksen (kytkin S) avulla. Lisäksi tärkeä menetelmä halorodopsiinin rakenteen ja toiminnan analysoimiseksi on mahdollisuus tuottaa spesifisesti modifioitua proteiinia kohdennetulla mutageneesillä ja homologisella yli-ilmentämisellä.
Mikä on bakteerirodopsiini?
Bakteriorodopsiini tunnetaan valovoimaisena protonipumppuna arkeissa, kuten Halobacterium salinarumissa. Bakteriorodopsiini on proteiini, jota käyttävät arkeat, erityisesti halobakteerit, joka on Euryarchaeota-luokka. Se toimii protonipumppuna, joka vangitsee valoenergiaa ja käyttää tätä energiaa protonien siirtämiseen kalvon poikki solusta. Tuloksena oleva protonigradientti muunnetaan myöhemmin kemialliseksi energiaksi.
Kuva 02: Bakteriorodopsiini
Bakteriorodopsiini on 27 kDa:n integraalinen kalvoproteiini. Kuusikulmaisen hilan toistuva elementti koostuu kolmesta identtisestä proteiiniketjusta, joista jokainen on kiertynyt 120 astetta muihin nähden. Lisäksi jokaisessa monomeerissä on seitsemän transmembraanista alfa-heliksiä ja solunulkoinen kaksijuosteinen beeta-arkki. Lisäksi ATP-syntaasi käyttää tämän verkkokalvon proteiinin tuottamaa proteiinin liikevoimaa ATP:n tuottamiseksi. Siksi bakteerirodopsiinia ekspressoimalla arkeasolut pystyvät syntetisoimaan ATP:tä ilman hiilenlähdettä.
Mitä yhtäläisyyksiä halorodopsiinin ja bakteerirodopsiinin välillä on?
- Halorodopsiini ja bakteerirodopsiini kuuluvat heptahelikaalisten kalvoproteiinien alaperheeseen.
- Molemmat ovat verkkokalvon proteiineja.
- Ne tunnetaan myös arkea-rodopsiineina.
- Ne ovat valoa ohjaavia ionikuppia.
- Molemmat ovat violetissa kalvossa, osa Halobacterium salinarum -solukalvoa.
- Niillä on erityisiä toimintoja, jotka ovat erittäin tärkeitä halobakteerien selviytymiselle.
Mitä eroa on halorodopsiinilla ja bakteerirodopsiinilla?
Halorodopsiini on valokäyttöinen kloridipumppu, jota löytyy arkeista, kun taas bakteerirodopsiini on valokäyttöinen protonipumppu, jota löytyy arkeista. Siten tämä on avainero halorodopsiinin ja bakteerirodopsiinin välillä. Lisäksi halorodopsiini on valokäyttöinen kloridipumppu, joka sallii ionien virrata solunulkoisesta solulimasta sytoplasmapuolelle. Toisa alta bakteerirodopsiini on valokäyttöinen protonipumppu, joka sallii ionien virrata sytoplasmasta solunulkoiselle puolelle.
Alla oleva infografiikka esittelee halorodopsiinin ja bakteerirodopsiinin väliset erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Halorodopsiini vs bakteerirodopsiini
Halorodopsiini ja bakteerirodopsiini ovat kaksi valon ohjaamaa ionikuhlaa, joita löytyy arkeista, etenkin halobakteereista. Halorodopsiini on valokäyttöinen kloridipumppu, kun taas bakteerirodopsiini on valokäyttöinen protonipumppu. Halorodopsiini mahdollistaa ionien virtauksen solunulkoisesta solusta sytoplasmapuolelle. Sitä vastoin bakteerirodopsiini sallii ionien virtauksen sytoplasmasta solunulkoiselle puolelle. Joten tämä tiivistää eron halorodopsiinin ja bakteerirodopsiinin välillä.
