باکتریورودوپسین و نانوالکترونیک

باکتریورودوپسین و نانوالکترونیک

باکتریورودوپسین :

پروتیین های فوتوکرومیک در طبیعت بسیار نادر هستند که نقش کلیدی در فتوسنتز و تبدیل انرژی نوری به انرژی شیمیایی دارند. یک دسته از این پروتیین ها ی فوتوکرومیک که در طبیعت یافت می شود باکتریورودوپسین است که نقش کلیدی در فعالیت ها و توانمندی های باکتری های هالوباکتر دارد. خصوصیت های این مولکول سبب شده است در صنایع الکترونیک اهمیت پیدا کند:

پایداری بسیار بالای آن نسبت به تجزیه های حرارتی و شیمیایی و حساسیت به نور و حالت چرخه ای که دارد از آن برای تهیه فوتوکروم های بیولوژیک استفاده شده است.

باکتریورودوپسین می تواند به یک امتداد بزرگ و طویل تغییر شکل دهد که می توانند به عنوان یک صفحه پهن برای تولی دسته ی جدیدی از مواد استفاده شود. این ویژگی ها سبب شده است که باکتریورودوپسین به عنوان یک بیومولکول فوتوکرومیک در صنایع الکترونیک مورد استفاده قرار گیرد.

عملکرد بیولوژیکی و ساختار باکتریورودوپسین
عملکرد بیولوژیکی و ساختار باکتریورودوپسین

باکتریورودوپسین یک پروتیین کلیدی از سیستم های فتوسنتزی هالوباکتری هایست که سبب تبدیل انرژی نورانی به انرژی شیمیایی می شود که نسبت به سیستم فتوسنتزی کلروفیل بسیار ساده است که پیگمان ویژه از دو قسمت تشکیل شده است که از یک قسمت رودوپسین که از رتینال ( مشتق از ویتامین A ) و از یک قسمت پروتئینی به نام اپسین ساخته شده است.

بنابراین باکتریورودوپسین پیگمانی است که دارای یک قسمت پروتیینی 75% و یک قسمت لیپیدی 25% است که شامل 7 هلیکس آلفا است که به یک مولکول رتینال در حالت ترانس متصل است. که در این حالت قادر است نور را جذب کند و پروتون را از غشاء سیتوپلاسمی منتقل کند و ترانس رتینال نور را در ناحیه سبز طیف مریی با طول موج 572 نانومتر را جذب می کند به همین جهت، قسمتی از غشاء که این پیگمان را دارد به نام غشاء ارغوانی نامیده می شود.

هنگام جذب نور با طول موج 572 نانومتر پروتون های به داخل سلول منتقل شده و این پروتون ها روی موتور تاژک اثر گذاشته و باکتری به سمت نور با طول موج 572 نانومتر می رود.

غشا ارغوانی باکتریورودوپسین
غشا ارغوانی باکتریورودوپسین

حالت دافع زمانی است که طول موج نور 373nm ، یعنی طیف رنگ آبی باشد در این حالت باکتری از منبع نور دور می شود. در حالت سیس، پروتون ها به بیرون رانده می شود و بار الکتریکی داخل سلول منفی می شود و گرادیان الکتریکی به همراه گرادیان پروتونی به وجود آمده شیب pH هم تغییر می کند.

مجموعه گرادیان بارالکتریکی و گرادیان pH سبب تولید ATP می شودکه تحت نام pmf نامیده می شود.
باکتریورودوپسین را تحت نام روپسین حس کننده Sensory Rhodopsin نیز خوانده می شود.

به طور خلاصه : وقتی این پیگمان به صورت ترانس باشد پروتون را وارد کرده و موتور تاژک را وادار به گرایش به سمت نور می کند و زمانی که حالت سیس است پروتون را خارج کرده و ATP تولید می کند.

 

 

نویسنده : سعید کارگر

عضویت در کانال تلگرامی بیوتکنولوژی

همچنین شاید مطالب زیر مورد پسندتان باشد...

افزودن یک دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *