Ključna razlika med halorhodopsinom in bakteriorodopsinom je, da je halorhodopsin kloridna črpalka, ki jo poganja svetloba, najdemo v arhejah, medtem ko je bakteriorodopsin protonska črpalka, ki jo poganja svetloba, in jo najdemo v arhejah.
Halorhodopsin in bakteriorodopsin sta proteina heptahelične membrane. Znani so tudi kot arhejski rodopsini. Na splošno se oba nahajata v vijolični membrani, ki je del celične membrane Halobacterium salinarum. Halorhodopsin je kloridna črpalka, ki jo poganja svetloba in omogoča pretok ionov iz zunajcelične strani na citoplazmatsko stran. Po drugi strani pa je bakteriorodopsin protonska črpalka, ki jo poganja svetloba in omogoča pretok ionov s citoplazemske strani na zunajcelično stran. Zato sta halorhodopsin in bakteriorodopsin dve svetlobno usmerjeni ionski izboklini, ki ju najdemo v arhejah, predvsem v halobakterijah.
Kaj je Halorhodopsin?
Halorhodopsin je retinalni protein iz arheona Halobacterium salinarum, ki uporablja energijo zelene svetlobe (500 do 650 nm) za transport kloridnih ionov v celico proti membranskemu potencialu. Absorpcija kalijevega klorida v te celice z ionskimi črpalkami, kot je halorhodopsin, je potrebna za vzdrževanje osmotskega ravnovesja med celično rastjo. Poleg tega anionska črpalka, ki jo poganja svetloba, prihrani znatno količino presnovne energije. Halorhodopsin se zvije v topologijo sedem transmembranske vijačnice s kratkimi medsebojno povezovalnimi zankami. Vijanice (imenovane od A do G) so razporejene v obliki loka in tesno obdajajo molekulo mrežnice, ki je preko Schiffove baze kovalentno vezana na ohranjeno lizinsko aminokislino (Lys-242) na vijačnici G. Prerez halorhodopsina z ostanki je pomemben za prenos klorida. To je verjetna pot aniona.
Slika 01: Halorhodopsin
Absorpcija fotona s halorhodopsinom sproži katalitični cikel, ki vodi do transporta aniona v celico. Cikel je mogoče opisati v smislu šestih korakov izomerizacije (I), transporta ionov (T) in spremembe dostopnosti (stikalo S). Poleg tega je pomembna metoda za analizo strukture in delovanja halorhodopsina možnost proizvodnje specifično modificiranega proteina z na mesto usmerjeno mutagenezo in homologno prekomerno ekspresijo.
Kaj je bakteriorhodopsin?
Bacteriorhodopsin je znan kot protonska črpalka, ki jo poganja svetloba v arhejah, kot je Halobacterium salinarum. Bakteriorhodopsin je beljakovina, ki jo uporabljajo arheje, predvsem halobakterije, razred Euryarchaeota. Deluje kot protonska črpalka, ki zajema svetlobno energijo in to energijo uporablja za premikanje protonov skozi membrano iz celice. Nastali protonski gradient se nato pretvori v kemično energijo.
Slika 02: Bakteriorhodopsin
Bakteriorhodopsin je 27 kDa integralni membranski protein. Ponavljajoči se element heksagonalne mreže je sestavljen iz treh enakih beljakovinskih verig, od katerih je vsaka zasukana za 120 stopinj glede na druge. Poleg tega ima vsak monomer sedem transmembranskih alfa-vijačnic in zunajcelični obrnjeni dvoverižni beta-list. Poleg tega ATP sintaza uporablja proteinsko gibalno silo, ki jo ustvari ta retinalni protein, za ustvarjanje ATP. Zato lahko celice arhej z izražanjem bakteriorodopsina sintetizirajo ATP v odsotnosti vira ogljika.
Kakšne so podobnosti med halorhodopsinom in bakteriorhodopsinom?
- Halorhodopsin in bakteriorodopsin spadata v poddružino heptaheličnih membranskih proteinov.
- Oba sta proteina mrežnice.
- Znani so tudi kot arhejski rodopsini.
- So ionske izbokline, ki jih poganja svetloba.
- Oboje je prisotno v vijolični membrani, ki je del celične membrane Halobacterium salinarum.
- Imajo posebne funkcije, ki so zelo pomembne za preživetje halobakterij.
Kakšna je razlika med halorhodopsinom in bakteriorhodopsinom?
Halorhodopsin je kloridna črpalka, ki jo poganja svetloba, najdemo v arhejah, medtem ko je bakteriorhodopsin protonska črpalka, ki jo poganja svetloba, najdemo v arhejah. To je torej ključna razlika med halorhodopsinom in bakteriorhodopsinom. Poleg tega je halorhodopsin kloridna črpalka, ki jo poganja svetloba in omogoča pretok ionov iz zunajcelične na citoplazmatsko stran. Po drugi strani pa je bakteriorodopsin protonska črpalka, ki jo poganja svetloba in omogoča pretok ionov iz citoplazme na zunajcelično stran.
Spodnja infografika predstavlja razlike med halorhodopsinom in bakteriorhodopsinom v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – halorhodopsin proti bakteriorhodopsinu
Halorhodopsin in bakteriorodopsin sta dve svetlobno usmerjeni ionski izboklini, ki ju najdemo v arhejah, predvsem v halobakterijah. Halorhodopsin je kloridna črpalka, ki jo poganja svetloba, medtem ko je bakteriorodopsin protonska črpalka, ki jo poganja svetloba. Halorhodopsin omogoča pretok ionov iz zunajcelične na citoplazmatsko stran. Nasprotno pa bakteriorodopsin omogoča pretok ionov iz citoplazme na zunajcelično stran. Torej, to povzema razliko med halorhodopsinom in bakteriorhodopsinom.
