Η βασική διαφορά μεταξύ της αλοροδοψίνης και της βακτηριοροδοψίνης είναι ότι η αλοροδοψίνη είναι μια αντλία χλωριούχου φωτός που βρίσκεται στα αρχαία, ενώ η βακτηριοροδοψίνη είναι μια αντλία πρωτονίων που οδηγεί στο φως και βρίσκεται στα αρχαία.
Η αλοροδοψίνη και η βακτηριοροδοψίνη είναι πρωτεΐνες με επταέλικες μεμβράνες. Είναι επίσης γνωστές ως archaea rhodopsins. Γενικά, και τα δύο βρίσκονται στη μοβ μεμβράνη, ένα μέρος της κυτταρικής μεμβράνης Halobacterium salinarum. Η αλοροδοψίνη είναι μια αντλία χλωριούχου φωτός που επιτρέπει στα ιόντα να ρέουν από την εξωκυτταρική πλευρά προς την κυτταροπλασματική πλευρά. Από την άλλη πλευρά, η βακτηριοροδοψίνη είναι μια αντλία πρωτονίων που οδηγείται από το φως που επιτρέπει στα ιόντα να ρέουν από την κυτταροπλασματική πλευρά προς την εξωκυτταρική πλευρά. Επομένως, η αλοροδοψίνη και η βακτηριοροδοψίνη είναι δύο εξογκώματα ιόντων που οδηγούνται από το φως που βρίσκονται στα αρχαία, κυρίως στα αλοβακτήρια.
Τι είναι η αλοροδοψίνη;
Η αλοροδοψίνη είναι μια πρωτεΐνη αμφιβληστροειδούς από το archaeon Halobacterium salinarum, η οποία χρησιμοποιεί την ενέργεια του πράσινου φωτός (500 έως 650 nm) για να μεταφέρει ιόντα χλωρίου στο κύτταρο ενάντια στο δυναμικό της μεμβράνης. Η πρόσληψη χλωριούχου καλίου από αυτά τα κύτταρα από αντλίες ιόντων όπως η αλοροδοψίνη είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της οσμωτικής ισορροπίας κατά την κυτταρική ανάπτυξη. Επιπλέον, μια αντλία ανιόντων που λειτουργεί με φως εξοικονομεί σημαντική ποσότητα μεταβολικής ενέργειας. Η αλοροδοψίνη διπλώνει σε μια τοπολογία έλικας επτά διαμεμβρανών με βραχείς βρόχους διασύνδεσης. Οι έλικες (που ονομάζονται Α έως G) είναι διατεταγμένες σε μια δομή που μοιάζει με τόξο και περιβάλλουν σφιχτά ένα μόριο αμφιβληστροειδούς που είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένο μέσω μιας βάσης Schiff σε ένα διατηρημένο αμινοξύ λυσίνης (Lys-242) στην έλικα G. Η διατομή της αλοροδοψίνης με υπολείμματα είναι σημαντική για τη μεταφορά χλωρίου. Είναι η πιθανή διαδρομή του ανιόντος.
Εικόνα 01: Αλοροδοψίνη
Η απορρόφηση ενός φωτονίου από την αλοροδοψίνη ξεκινά έναν καταλυτικό κύκλο, ο οποίος οδηγεί στη μεταφορά ενός ανιόντος στο κύτταρο. Ο κύκλος μπορεί να περιγραφεί ως έξι στάδια ισομερισμού (Ι), μεταφοράς ιόντων (Τ) και αλλαγής προσβασιμότητας (διακόπτης S). Επιπλέον, μια σημαντική μέθοδος για την ανάλυση της δομής και της λειτουργίας της αλοροδοψίνης είναι η δυνατότητα παραγωγής ειδικά τροποποιημένης πρωτεΐνης με κατευθυνόμενη μεταλλαξογένεση και ομόλογη υπερέκφραση.
Τι είναι η Βακτηριδοροδοψίνη;
Η βακτηριοροδοψίνη είναι γνωστή ως αντλία πρωτονίων που οδηγείται από το φως σε αρχαία όπως το Halobacterium salinarum. Η βακτηριοροδοψίνη είναι μια πρωτεΐνη που χρησιμοποιείται από τα αρχαία, κυρίως από τα αλοβακτήρια, μια κατηγορία Euryarchaeota. Λειτουργεί ως αντλία πρωτονίων που συλλαμβάνει την φωτεινή ενέργεια και χρησιμοποιεί αυτή την ενέργεια για να μετακινήσει τα πρωτόνια κατά μήκος της μεμβράνης έξω από το κύτταρο. Η προκύπτουσα βαθμίδα πρωτονίου στη συνέχεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια.
Εικόνα 02: Βακτηριδοροδοψίνη
Η βακτηριοροδοψίνη είναι μια ενσωματωμένη μεμβρανική πρωτεΐνη 27 kDa. Το επαναλαμβανόμενο στοιχείο του εξαγωνικού πλέγματος αποτελείται από τρεις πανομοιότυπες πρωτεϊνικές αλυσίδες, καθεμία από τις οποίες περιστρέφεται κατά 120 μοίρες σε σχέση με τις άλλες. Επιπλέον, κάθε μονομερές έχει επτά διαμεμβρανικές άλφα-έλικες και ένα δίκλωνο βήτα φύλλο με εξωκυτταρική όψη. Επιπλέον, η πρωτεϊνική κινητήρια δύναμη που δημιουργείται από αυτή την πρωτεΐνη του αμφιβληστροειδούς χρησιμοποιείται από τη συνθάση ΑΤΡ για τη δημιουργία ΑΤΡ. Επομένως, με την έκφραση βακτηριοροδοψίνης, τα αρχαία κύτταρα είναι σε θέση να συνθέσουν ΑΤΡ απουσία πηγής άνθρακα.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ αλοροδοψίνης και βακτηριοροδοψίνης;
- Η αλοροδοψίνη και η βακτηριοροδοψίνη ανήκουν σε μια υποοικογένεια πρωτεϊνών επταέλικων μεμβρανών.
- Και οι δύο είναι πρωτεΐνες αμφιβληστροειδούς.
- Είναι επίσης γνωστές ως αρχαϊκές ροδοψίνες.
- Είναι εξογκώματα ιόντων που οδηγούνται από φως.
- Και τα δύο υπάρχουν στη μωβ μεμβράνη, ένα μέρος της κυτταρικής μεμβράνης Halobacterium salinarum.
- Έχουν συγκεκριμένες λειτουργίες που είναι πολύ σημαντικές για την επιβίωση των αλοβακτηρίων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αλοροδοψίνης και βακτηριοροδοψίνης;
Η Η αλοροδοψίνη είναι μια αντλία χλωριούχου φωτός που βρίσκεται στα αρχαία, ενώ η βακτηριοροδοψίνη είναι μια αντλία πρωτονίων που οδηγείται από το φως και βρίσκεται στα αρχαία. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ αλοροδοψίνης και βακτηριοροδοψίνης. Επιπλέον, η αλοροδοψίνη είναι μια αντλία χλωριούχου φωτός που επιτρέπει στα ιόντα να ρέουν από την εξωκυτταρική προς την κυτταροπλασματική πλευρά. Από την άλλη πλευρά, η βακτηριοροδοψίνη είναι μια αντλία πρωτονίων που καθοδηγείται από το φως και επιτρέπει στα ιόντα να ρέουν από την κυτταροπλασματική προς την εξωκυτταρική πλευρά.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ αλοροδοψίνης και βακτηριοροδοψίνης σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Halorhodopsin vs Bacteriorhodopsin
Η αλοροδοψίνη και η βακτηριοροδοψίνη είναι δύο εξογκώματα ιόντων που οδηγούνται από το φως που βρίσκονται στα αρχαία, κυρίως στα αλοβακτήρια. Η αλοροδοψίνη είναι μια αντλία χλωριούχου φωτός, ενώ η βακτηριοροδοψίνη είναι μια αντλία πρωτονίων που κινείται από το φως. Η αλοροδοψίνη επιτρέπει τη ροή ιόντων από την εξωκυτταρική προς την κυτταροπλασματική πλευρά. Αντίθετα, η βακτηριοροδοψίνη επιτρέπει τη ροή ιόντων από την κυτταροπλασματική προς την εξωκυτταρική πλευρά. Έτσι, αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ αλοροδοψίνης και βακτηριοροδοψίνης.
