Ključna razlika između halorhodopsina i bakteriorodopsina je u tome što je halorhodopsin svjetlosno pokretana kloridna pumpa pronađena u arhejama dok je bakteriorhodopsin svjetlosno pokretana protonska pumpa pronađena u arhejama.
Halorodopsin i bakteriorodopsin su proteini heptahelične membrane. Također su poznati kao arhejski rodopsini. Općenito, oba se nalaze u ljubičastoj membrani, dijelu stanične membrane Halobacterium salinarum. Halorhodopsin je svjetlosno pokretana kloridna pumpa koja omogućuje protok iona s izvanstanične strane na citoplazmatsku stranu. S druge strane, bakteriorodopsin je protonska pumpa pokretana svjetlošću koja omogućuje protok iona s citoplazmatske strane na izvanstaničnu stranu. Stoga su halorhodopsin i bakteriorodopsin dvije svjetlosno vođene ionske izbočine pronađene u arhejama, ponajviše u halobakterijama.
Što je Halorhodopsin?
Halorhodopsin je retinalni protein iz arheona Halobacterium salinarum, koji koristi energiju zelene svjetlosti (500 do 650 nm) za prijenos kloridnih iona u stanicu protiv membranskog potencijala. Unos kalijevog klorida u ove stanice pomoću ionskih pumpi poput halorhodopsina neophodan je za održavanje osmotske ravnoteže tijekom rasta stanice. Štoviše, anionska pumpa pokretana svjetlom štedi znatnu količinu metaboličke energije. Halorhodopsin se savija u topologiju sedam transmembranskih spirala s kratkim petljama za međusobno povezivanje. Zavojnice (nazvane od A do G) raspoređene su u obliku luka i čvrsto okružuju molekulu retine koja je kovalentno vezana preko Schiffove baze na konzerviranu aminokiselinu lizin (Lys-242) na zavojnici G. Poprečni presjek halorhodopsina s ostacima je važan za prijenos klorida. To je vjerojatni put aniona.
Slika 01: Halorhodopsin
Apsorpcija fotona od strane halorhodopsina pokreće katalitički ciklus, koji dovodi do transporta aniona u stanicu. Ciklus se može opisati u smislu šest koraka izomerizacije (I), transporta iona (T) i promjene pristupačnosti (prekidač S). Nadalje, važna metoda za analizu strukture i funkcije halorhodopsina je mogućnost proizvodnje specifično modificiranog proteina mutagenezom usmjerenom na mjesto i homolognom prekomjernom ekspresijom.
Što je bakteriorhodopsin?
Bacteriorhodopsin je poznat kao svjetlosna protonska pumpa kod arheja kao što je Halobacterium salinarum. Bakteriorhodopsin je protein koji koriste arheje, ponajviše halobakterije, klasa Euryarchaeota. Djeluje kao protonska pumpa koja hvata svjetlosnu energiju i koristi tu energiju za premještanje protona preko membrane iz stanice. Rezultirajući protonski gradijent se zatim pretvara u kemijsku energiju.
Slika 02: Bakteriorhodopsin
Bakteriorhodopsin je integralni membranski protein od 27 kDa. Ponavljajući element heksagonalne rešetke sastoji se od tri identična proteinska lanca, od kojih je svaki zakrenut za 120 stupnjeva u odnosu na druge. Štoviše, svaki monomer ima sedam transmembranskih alfa-spirala i dvolančanu beta-ploču koja je okrenuta izvan stanice. Nadalje, proteinsku pokretačku silu koju stvara ovaj retinalni protein koristi ATP sintaza za stvaranje ATP-a. Stoga, ekspresijom bakteriorodopsina, stanice arheja mogu sintetizirati ATP u nedostatku izvora ugljika.
Koje su sličnosti između halorhodopsina i bakteriorhodopsina?
- Halorohodopsin i bakteriorodopsin pripadaju potporodici heptaheličnih membranskih proteina.
- Oboje su proteini mrežnice.
- Poznati su i kao arhejski rodopsini.
- To su ionske izbočine koje pokreće svjetlost.
- Obje su prisutne u ljubičastoj membrani, dijelu stanične membrane Halobacterium salinarum.
- Imaju posebne funkcije koje su vrlo važne za preživljavanje halobakterija.
Koja je razlika između halorhodopsina i bakteriorhodopsina?
Halorhodopsin je svjetlosno pokretana kloridna pumpa pronađena u arhejama, dok je bakteriorhodopsin svjetlosno pokretana protonska pumpa pronađena u arhejama. Dakle, ovo je ključna razlika između halorhodopsina i bakteriorhodopsina. Nadalje, halorhodopsin je svjetlosno pokretana kloridna pumpa koja omogućuje protok iona s izvanstanične na citoplazmatsku stranu. S druge strane, bakteriorhodopsin je svjetlosno pokretana protonska pumpa koja omogućuje protok iona iz citoplazme u izvanstaničnu stranu.
Infografika u nastavku prikazuje razlike između halorhodopsina i bakteriorhodopsina u obliku tablice za usporedbu.
Sažetak – Halorhodopsin protiv bakteriorhodopsina
Halorhodopsin i bakteriorodopsin dvije su svjetlosno vođene ionske izbočine koje se nalaze u arhejama, ponajviše u halobakterijama. Halorhodopsin je kloridna pumpa koju pokreće svjetlost, dok je bakteriorodopsin protonska pumpa koju pokreće svjetlost. Halorhodopsin omogućuje protok iona s izvanstanične na citoplazmatsku stranu. Nasuprot tome, bakteriorodopsin omogućuje protok iona iz citoplazme u izvanstaničnu stranu. Dakle, ovo sažima razliku između halorhodopsina i bakteriorhodopsina.
