Kľúčový rozdiel medzi halorhodopsínom a bakteriorhodopsínom je ten, že halorhodopsín je svetlom poháňaná chloridová pumpa nachádzajúca sa v archaea, zatiaľ čo bakteriorhodopsín je svetlom poháňaná protónová pumpa nachádzajúca sa v archaea.
Halorhodopsín a bakteriorhodopsín sú heptahelické membránové proteíny. Sú tiež známe ako archaea rodopsíny. Vo všeobecnosti sa obe nachádzajú vo fialovej membráne, ktorá je súčasťou bunkovej membrány Halobacterium salinarum. Halorhodopsín je svetlom poháňaná chloridová pumpa, ktorá umožňuje iónom prúdiť z extracelulárnej strany na cytoplazmatickú stranu. Na druhej strane bakteriorhodopsín je svetlom poháňaná protónová pumpa, ktorá umožňuje iónom prúdiť z cytoplazmatickej strany na extracelulárnu stranu. Preto sú halorhodopsín a bakteriorodopsín dva svetlom poháňané iónové hrbolčeky nachádzajúce sa v archaea, najmä v halobaktériách.
Čo je halorhodopsín?
Halorhodopsín je retinálny proteín z archaeónu Halobacterium salinarum, ktorý využíva energiu zeleného svetla (500 až 650 nm) na transport chloridových iónov do bunky proti membránovému potenciálu. Príjem chloridu draselného týmito bunkami iónovými pumpami, ako je halorhodopsín, je nevyhnutný na udržanie osmotickej rovnováhy počas rastu buniek. Navyše aniónové čerpadlo poháňané svetlom šetrí značné množstvo metabolickej energie. Halorhodopsín sa skladá do topológie sedem transmembránovej špirály s krátkymi prepojovacími slučkami. Helixy (označené ako A až G) sú usporiadané do oblúkovej štruktúry a tesne obklopujú molekulu sietnice, ktorá je kovalentne viazaná cez Schiffovu bázu ku konzervovanej aminokyseline lyzínu (Lys-242) na špirále G. Prierez halorhodopsínu so zvyškami je dôležitý pre prenos chloridov. Je to pravdepodobná cesta aniónu.
Obrázok 01: Halorhodopsin
Absorpcia fotónu halorhodopsínom spúšťa katalytický cyklus, ktorý vedie k transportu aniónu do bunky. Cyklus možno opísať ako šesť krokov izomerizácie (I), transportu iónov (T) a zmeny dostupnosti (spínač S). Okrem toho je dôležitou metódou analýzy štruktúry a funkcie halorhodopsínu možnosť produkcie špecificky modifikovaného proteínu miestne cielenou mutagenézou a homológnou nadmernou expresiou.
Čo je bakteriorhodopsín?
Bakteriorhodopsín je známy ako svetlom poháňaná protónová pumpa v archaea, ako je Halobacterium salinarum. Bakteriorhodopsín je proteín používaný archaeami, najmä halobaktériami, triedou Euryarchaeota. Funguje ako protónová pumpa, ktorá zachytáva svetelnú energiu a túto energiu využíva na presun protónov cez membránu von z bunky. Výsledný protónový gradient sa následne premení na chemickú energiu.
Obrázok 02: Bakteriorhodopsín
Bakteriorhodopsín je 27 kDa integrálny membránový proteín. Opakujúci sa prvok hexagonálnej mriežky sa skladá z troch identických proteínových reťazcov, z ktorých každý je otočený o 120 stupňov voči ostatným. Okrem toho má každý monomér sedem transmembránových alfa-helixov a extracelulárny orientovaný dvojvláknový beta-list. Okrem toho, proteínová hybná sila generovaná týmto retinálnym proteínom je využívaná ATP syntázou na tvorbu ATP. Exprimovaním bakteriorodopsínu sú preto bunky archaea schopné syntetizovať ATP v neprítomnosti zdroja uhlíka.
Aké sú podobnosti medzi halorhodopsínom a bakteriorhodopsínom?
- Halorhodopsín a bakteriorhodopsín patria do podrodiny heptahelických membránových proteínov.
- Obaja sú bielkoviny sietnice.
- Sú tiež známe ako archaea rhodopsins.
- Sú to svetlom poháňané iónové hrbole.
- Obe sú prítomné vo fialovej membráne, ktorá je súčasťou bunkovej membrány Halobacterium salinarum.
- Majú konkrétne funkcie, ktoré sú veľmi dôležité pre prežitie halobaktérií.
Aký je rozdiel medzi halorhodopsínom a bakteriorhodopsínom?
Halorhodopsín je svetlom poháňaná chloridová pumpa nachádzajúca sa v archaea, zatiaľ čo bakteriorhodopsín je svetlom poháňaná protónová pumpa nachádzajúca sa v archaea. Toto je kľúčový rozdiel medzi halorhodopsínom a bakteriorhodopsínom. Okrem toho je halorhodopsín svetlom poháňaná chloridová pumpa, ktorá umožňuje iónom prúdiť z extracelulárnej na cytoplazmatickú stranu. Na druhej strane, bakteriorhodopsín je svetlom poháňaná protónová pumpa, ktorá umožňuje iónom prúdiť z cytoplazmy na extracelulárnu stranu.
Nižšie uvedená infografika predstavuje rozdiely medzi halorhodopsínom a bakteriorhodopsínom v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Halorhodopsín vs Bacteriorhodopsin
Halorhodopsín a bakteriorhodopsín sú dva svetlom poháňané iónové hrbole, ktoré sa nachádzajú v archaea, najmä v halobaktériách. Halorhodopsín je svetlom poháňaná chloridová pumpa, zatiaľ čo bakteriorhodopsín je svetlom poháňaná protónová pumpa. Halorhodopsín umožňuje tok iónov z extracelulárnej na cytoplazmatickú stranu. Naproti tomu bakteriorodopsín umožňuje tok iónov z cytoplazmatickej na extracelulárnu stranu. Toto sumarizuje rozdiel medzi halorhodopsínom a bakteriorhodopsínom.
