Ficobilisoma
Os ficobilisomas son complexos proteicos con pigmentos captadores de luz que funcionan como antenas do fotosistema II na fotosíntese das cianobacterias, algas vermellas e glaucófitas.
| Ficobilisoma | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Disposición das subunidades proteicas nun ficobilisoma. | |||||||||
| Identificadores | |||||||||
| Símbolo | Ficobilisoma | ||||||||
| Pfam | PF00502 | ||||||||
| InterPro | IPR001659 | ||||||||
| SCOPe | 1cpc / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
Estrutura xeral
editarOs ficobilisomas son complexos proteicos (de ata 600 polipéptidos) ancorados ás membranas dos tilacoides. Están feitos de moreas de proteínas ligadas a un cromóforo, chamadas ficobiliproteínas, e os seus polipéptidos asociados de enlace. Cada ficoobilisoma consta dun núcleo central feito de aloficocianina, da cal hai varias barras orientadas cara a fóra feitas de discos amoreados de ficocianina e (se é o caso) de ficoeritrina(s) ou ficoeritrocianina. As propiedades espectrais das ficobiliproteínas están ditadas principalmente polos seus grupos prostéticos, que son tetrapirroiss liñais chamados ficobilinas entre as que están a ficocianobilina, ficoeritrobilina, ficourobilina e ficobiliviolina. As propiedades espectrais dunha ficobilina dada están tamén influenciadas polo seu ambiente proteico.[1]
Función
editarCada ficobiliproteína ten un máximo de absorción específico e de emisión de fluorescencia no rango visible da luz. Por tanto, a súa presenza e o arranxo particular de cada ficobilisoma permite a absorción e transferencia unidireccional de enerxía luminosa á clorofila a do fotosistema II. Deste modo, as células toman vantaxe de poder utilizar as lonxitudes de onda de luz das que poden dispoñer (no rango de 500-650 nm), as cales son inaccesibles ás clorofilas, e utilizar as súas enerxías para a fotosíntese. Isto é especialmente vantaxoso nas zonas profundas da columna de auga, onde a luz con lonxitudes de ondas máis longas penetra menos e, por tanto, está menos dispoñible de forma directa para a clorofila.
A disposición xeométrica dun ficobilisoma é moi elegante e ten como resultado un 95% de eficiencia na transferencia de enerxía.[2]
Evolución e diversidade
editarHai moitas variacións na estrutura xeral dos ficobilisomas. A súa forma pode ser hemidiscoidal (en cianobacterias) ou hemielipsoidal (en algas vermellas). As especies que carecen de ficoeritrina teñen polo menos dous discos de ficocianina por barra, o que é dabondo para unha fotosíntese máxima.[3]
As ficobiliproteínas mostran pouca evolución nas secuencias debido á súa función tan restrinxida (absorción e transferencia de lonxitudes de onda de luz específicas). Nalgunhas especies de cianobacterias, cando están presentes tanto a ficocianina coma a ficoeritrina, o ficobilisoma pode sufrir unha reestruturación significativa como resposta á cor da luz. Con luz verde as porcións distais das barras están constituídas por ficoeritrina vermella, a cal absorbe a luz verde mellor. Con luz vermella, isto é substituído pola ficocianina azul, que absorbe mellor a luz vermella. Este proceso irreversible coñécese como adaptación cromática complementaria. É o compoñente do sistema fotosintético das cianobacterias, funcionando como unha partícula coa cal están ligadas varias estruturas, como o tilacoide, membranas etc.
Aplicacións
editarOs ficobilisomas poden utilizarse en técnicas de fluorescencia Arquivado 18 de marzo de 2018 en Wayback Machine.,[4][5] citometría de fluxo,[6] a técnica do Western blot e micromatrices proteicas. Algúns ficobilisomas teñen un perfil de absorción e emisión similar a Cy5, e poden utilizarse en moitas das mesmas aplicacións, pero poden ser ata 200 veces máis brillantes, cun grande desprazamento de Stokes, que proporciona un sinal máis intenso por cada evento de unión. Esta propiedade permite a detección de moléculas diana de baixo nivel[6] ou eventos raros.
-
Espectros de excitación e emisión dun ficobilisoma dunha alga verde-azulada. -
Capacidades de detección comparadas do ficobilisoma e a tinguidura cianina na aplicación Western blot.
Notas
editar- ↑ Singh NK, Sonani RR, Rastogi RP, Madamwar D (2015). "The phycobilisomes: an early requisite for efficient photosynthesis in cyanobacteria". EXCLI Journal 14: 268–89. PMC 4553884. PMID 26417362. doi:10.17179/excli2014-723.
- ↑ Glazer AN (xuño de 1985). "Light harvesting by phycobilisomes". Annual Review of Biophysics and Biophysical Chemistry 14: 47–77. PMID 3924069. doi:10.1146/annurev.bb.14.060185.000403.
- ↑ Lea-Smith DJ, Bombelli P, Dennis JS, Scott SA, Smith AG, Howe CJ (xuño de 2014). "Phycobilisome-Deficient Strains of Synechocystis sp. PCC 6803 Have Reduced Size and Require Carbon-Limiting Conditions to Exhibit Enhanced Productivity". Plant Physiology 165 (2): 705–714. PMC 4044857. PMID 24760817. doi:10.1104/pp.114.237206.
- ↑ Zoha SJ, Ramnarain S, Morseman JP, Moss MW, Allnutt FT, Rogers YH, Harvey B (1999). "PBXL Fluorescent Dyes for Ultrasensitive Direct Detection". Journal of Fluorescence 9 (3): 197–208. doi:10.1023/A:1022503600141.
- ↑ "MicroPlate Detection comparison between SureLight®P-3L, other fluorophores and enzymatic detection" (PDF). Technical Bulletin 3. Columbia Biosciences. 2010. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 18 de marzo de 2018.
- ↑ 6,0 6,1 Telford WG, Moss MW, Morseman JP, Allnutt FC (agosto de 2001). "Cyanobacterial stabilized phycobilisomes as fluorochromes for extracellular antigen detection by flow cytometry" (PDF). Journal of Immunological Methods 254 (1–2): 13–30. PMID 11406150. doi:10.1016/s0022-1759(01)00367-2. Arquivado dende o orixinal (PDF) o 18 de marzo de 2018. Consultado o 31 de marzo de 2023.
Véxase tamén
editarLigazóns externas
editar- Phycobilisomes Medical Subject Headings (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.
- Columbia Biosciences - Recursos sobre ficobilisomas Arquivado 29 de maio de 2020 en Wayback Machine.