Klíčový rozdíl mezi halorhodopsinem a bakteriorhodopsinem je ten, že halorhodopsin je světlem řízená chloridová pumpa nalezená v archaea, zatímco bakteriorhodopsin je světlem řízená protonová pumpa nalezená v archaea.
Halorhodopsin a bakteriorhodopsin jsou heptahelické membránové proteiny. Jsou také známé jako archaea rhodopsiny. Obecně platí, že oba se nacházejí ve fialové membráně, která je součástí buněčné membrány Halobacterium salinarum. Halorhodopsin je světlem poháněná chloridová pumpa, která umožňuje iontům proudit z extracelulární strany na cytoplazmatickou stranu. Na druhé straně je bakteriorhodopsin světlem poháněná protonová pumpa, která umožňuje iontům proudit z cytoplazmatické strany na extracelulární stranu. Proto jsou halorhodopsin a bakteriorhodopsin dva světlem řízené iontové hrbolky nalezené v archaea, zejména v halobakteriích.
Co je halorhodopsin?
Halorhodopsin je retinální protein z archaeona Halobacterium salinarum, který využívá energii zeleného světla (500 až 650 nm) k transportu chloridových iontů do buňky proti membránovému potenciálu. Příjem chloridu draselného těmito buňkami iontovými pumpami, jako je halorhodopsin, je nezbytný pro udržení osmotické rovnováhy během buněčného růstu. Světlem poháněná aniontová pumpa navíc šetří podstatné množství metabolické energie. Halorhodopsin se skládá do sedmitransmembránové spirálové topologie s krátkými propojovacími smyčkami. Šroubovice (pojmenované A až G) jsou uspořádány do obloukovité struktury a těsně obklopují molekulu sítnice, která je kovalentně vázána přes Schiffovu bázi ke konzervované aminokyselině lysinu (Lys-242) na šroubovici G. Průřez halorhodopsinu se zbytky je důležitý pro přenos chloridů. Je to pravděpodobná cesta aniontu.
Obrázek 01: Halorhodopsin
Absorpce fotonu halorhodopsinem spouští katalytický cyklus, který vede k transportu aniontu do buňky. Cyklus lze popsat pomocí šesti kroků izomerizace (I), transportu iontů (T) a změny dostupnosti (switch S). Kromě toho je důležitou metodou pro analýzu struktury a funkce halorhodopsinu možnost produkce specificky modifikovaného proteinu místně cílenou mutagenezí a homologní overexpresí.
Co je Bacteriorhodopsin?
Bacteriorhodopsin je známý jako světlem poháněná protonová pumpa u archaea, jako je Halobacterium salinarum. Bakteriorhodopsin je protein používaný archaeami, zejména halobakteriemi, třídou Euryarchaeota. Funguje jako protonová pumpa, která zachycuje světelnou energii a využívá tuto energii k přesunu protonů přes membránu ven z buňky. Výsledný protonový gradient je následně přeměněn na chemickou energii.
Obrázek 02: Bakteriorhodopsin
Bacteriorhodopsin je 27 kDa integrální membránový protein. Opakující se prvek hexagonální mřížky se skládá ze tří identických proteinových řetězců, z nichž každý je vůči ostatním otočen o 120 stupňů. Kromě toho má každý monomer sedm transmembránových alfa-helixů a extracelulární orientovaný dvouvláknový beta-list. Kromě toho je proteinová hybná síla generovaná tímto retinálním proteinem využívána ATP syntázou k vytváření ATP. Expresí bakteriorhodopsinu jsou proto buňky archaea schopny syntetizovat ATP v nepřítomnosti zdroje uhlíku.
Jaké jsou podobnosti mezi halorhodopsinem a bakteriorhodopsinem?
- Halorhodopsin a bakteriorhodopsin patří do podrodiny heptahelických membránových proteinů.
- Oba jsou retinální proteiny.
- Jsou také známé jako archaea rhodopsins.
- Jsou to světlem poháněné iontové hrboly.
- Oba jsou přítomny ve fialové membráně, která je součástí buněčné membrány Halobacterium salinarum.
- Mají zvláštní funkce, které jsou velmi důležité pro přežití halobakterií.
Jaký je rozdíl mezi halorhodopsinem a bakteriorhodopsinem?
Halorhodopsin je světlem poháněná chloridová pumpa nalezená v archaea, zatímco bakteriorhodopsin je světlem poháněná protonová pumpa nalezená v archaea. Toto je klíčový rozdíl mezi halorhodopsinem a bakteriorhodopsinem. Halorhodopsin je dále světlem poháněná chloridová pumpa, která umožňuje iontům proudit z extracelulární na cytoplazmatickou stranu. Na druhé straně je bakteriorhodopsin světlem poháněná protonová pumpa, která umožňuje iontům proudit z cytoplazmy do extracelulární strany.
Níže uvedená infografika představuje rozdíly mezi halorhodopsinem a bakteriorhodopsinem ve formě tabulky pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – Halorhodopsin vs Bacteriorhodopsin
Halorhodopsin a bakteriorhodopsin jsou dva světlem řízené iontové hrbolky nalezené v archaea, zejména halobakterie. Halorhodopsin je světlem poháněná chloridová pumpa, zatímco bakteriorhodopsin je světlem poháněná protonová pumpa. Halorhodopsin umožňuje tok iontů z extracelulární na cytoplazmatickou stranu. Naproti tomu bakteriorhodopsin umožňuje tok iontů z cytoplazmatické do extracelulární strany. Toto shrnuje rozdíl mezi halorhodopsinem a bakteriorhodopsinem.
