Фикоэритрин

редактировать
Фикоэритрин, альфа / бета-цепь
Идентификаторы
СимволPhycoerythr_ab
Pfam PF02972
InterPro IPR004228
SCOPe 1qgw / SUPFAM

фикоэритрин (PE) представляет собой комплекс красный белок-пигмент из семейства светособирающих фикобилипротеинов, присутствующий в красные водоросли и криптофиты, дополнительные к основным пигментам хлорофилла, отвечающим за фотосинтез.

Как и все фикобилипротеины, он ковалентно состоит из белковой части связывание хромофоров, называемых фикобилинами. В семействе фикоэритринов наиболее известными фикобилинами являются: фикоэритробилин, типичный хромофор акцептора фикоэритрина, а иногда и фикоуробилин. Фикоэритрины состоят из (αβ) мономеров, обычно организованных в дискообразный тример (αβ) 3 или гексамер (αβ) 6 (второй - функциональный блок антенных стержней ). Эти типичные комплексы также содержат третий тип субъединицы, цепь γ.

Содержание

  • 1 Фикобилисомы
  • 2 Структурные характеристики
  • 3 Спектральные характеристики
  • 4 Варианты R-фикоэритрина
  • 5 Практическое применение
  • 6 Источники
  • 7 Внешние ссылки

Фикобилисомы

Фикобилипротеины (например, фикоэритрин) обычно образуют стержни из штабелированных дисков в фикобилисомах.

Фикобилипротеины являются частью огромных светособирающих белковых комплексов антенн. называется фикобилисомами. У красных водорослей они прикреплены к стромальной стороне тилакоидных мембран хлоропластов, тогда как у криптофитов фикобилисомы уменьшены и (фикобилипротеин 545 Здесь молекулы PE545) плотно упакованы внутри просвета тилакоидов.

Фикоэритрин является дополнительным пигментом к основным пигментам хлорофилла, отвечающим за фотосинтез. Световая энергия улавливается фикоэритрином и затем передается в пару хлорофиллов реакционного центра, большую часть времени через фикобилипротеины фикоцианин и аллофикоцианин.

Структурные характеристики

Фикоэритрины за исключением того, что фикоэритрин 545 (PE545) состоит из (αβ) мономеров, собранных в дискообразные (αβ) 6 гексамеры или (αβ) 3 тримеры с симметрией 32 или 3 и включающие центральный канал. В фикобилисомах (PBS) каждый тример или гексамер содержит по меньшей мере один линкерный белок, расположенный в центральном канале. B-фикоэритрин (B-PE) и R-фикоэритрин (R-PE) из красных водорослей в дополнение к α и β цепям имеют третью, субъединицу γ, вносящую как линкерную, так и светособирающую функции, поскольку она несет хромофоры.

Кристаллическая структура B-фикоэритрина из красных водорослей Porphyridium cruentum (PDB ID: 3V57). Асимметричная единица (αβ) 2 слева и предполагала биологическую молекулу (αβ) 3. Он содержит фикоэритробилин, N-метил аспарагин и SO 4.

R-фикоэритрин, который преимущественно вырабатывается красными водорослями. Белок состоит как минимум из трех различных субъединиц и варьируется в зависимости от вида водорослей, которые его продуцируют. Субъединичная структура наиболее распространенного R-PE представляет собой (αβ) 6 γ. Субъединица α содержит два фикоэритробилина (PEB), субъединица β имеет 2 или 3 PEB и один фикуробилин (PUB), в то время как различные субъединицы гамма, как сообщается, содержат 3 PEB и 2 PUB (γ 1) или 1 или 2 PEB и 1 PUB (γ 2). Молекулярная масса R-PE составляет 250 000 дальтон.

Кристаллические структуры, доступные в банке данных белков, содержат в одной (αβ) 2 или (αβγ) 2 асимметричной единице различных фикоэритринов:

Фикоэритробилин - типичный хромофор фикоэритрина. Он похож на порфирин из хлорофилла, например, но тетрапиррол является линейным, не замкнутым в кольцо с ионом металла в середине. красные водоросли Gracilaria содержат R-фикоэритрин.
Хромофор или другую. небелковую молекулуФикоэритринЦепь
PE545B-PER-PEдругие типы
Билины 8101010α и β
- Фикоэритробилин (PEB)6100 или 88β (PE545). или α и β
- 15,16-дигидро биливердин (DBV)2---α (-3 и -2)
- Фикоцианобилин (CYC)--8 или 7 или 0-α и β
- Биливердин IX альфа (BLA)--0 или 1-α
- Фикоуробилин (PUB)--22β
5-гидроксилизин (LYZ)1 или 2---α (-3 или. -3 и -2)
N-метиласпарагин (MEN)220 или 22β
Сульфат ион SO 4 (SO4)-5 или 10 или 2-α или α и β
Хлорид ион Cl (CL)1---β
Магний ион Mg (MG)2---α-3 и β
проверенные файлы PDB1XG0. 1XF6. 1QGW3V57. 3V 581EYX. 1LIA. 1B8D2VJH
Кристаллическая структура фикоэритрина 545 (PE545) из одноклеточного криптофита Rhodomonas CS24 (PDB ID: 1XG0). Цвета: цепи - альфа-2, альфа-3, бета, бета (спирали, листы желтые), фикоэритробилин, 15,16-дигидробиливердин (15,16-DHBV), 5-гидроксилизин, N-метил-аспарагин, Mg, Cl.

Предполагаемая биологическая молекула фикоэритрина 545 (PE545) - (αβ) 2 или, скорее, (α 3 β) (α 2 β). Цифры 2 и 3 после букв α во второй формуле являются здесь частью имен цепочек, а не их количеством. Синонимом криптофитанового имени цепи α 3 является цепь α 1.

Самая большая совокупность B-фикоэритрина (B-PE) представляет собой (αβ) 3 тример. Однако препараты из красных водорослей дают также (αβ) 6 гексамер. В случае R-фикоэритрина (R-PE) наибольшая предполагаемая биологическая молекула здесь (αβγ) 6, (αβγ) 3 (αβ) 3 или (αβ) 6 в зависимости от публикации для других типов фикоэритрина (αβ) 6. Эти γ-цепи из Protein Data Bank очень малы и состоят только из трех или шести распознаваемых аминокислот, тогда как описанная в начале этого раздела линкерная γ-цепь является большой (например, длиной 277 аминокислот 33 кДа в случае γ из красных водорослей ). Это связано с тем, что электронная плотность гамма-полипептида в основном усредняется его трехкратной кристаллографической симметрией, и можно смоделировать только несколько аминокислот.

Для (αβγ) 6, (αβ) 6 или (αβγ) 3 (αβ) 3 значения из таблицы нужно просто умножить на 3, (αβ) 3 содержат промежуточные числа небелковых молекул. (это непоследовательность необходимо исправить)

В приведенном выше фикоэритрине PE545 одна α-цепь (-2 или -3) связывает одну молекулу биллина, в других примерах она связывает две молекулы. Β-цепь всегда связывается с тремя молекулами. Маленькая γ-цепь ни с чем не связывается.

Две молекулы N-метил аспарагина связаны с β-цепью, одна 5-гидроксилизин с α (-3 или -2), одна Mg с α-3 и β, одна Cl с β, 1- 2 молекулы SO 4 на α или β.

Ниже представлен образец кристаллической структуры R-фикоэритрина из банка данных по белкам :

Кристаллическая структура R-фикоэритрина из красных водорослей Gracilaria chilensis ( PDB ID: 1EYX) - основной олигомер (αβγ) 2 (так называемая асимметричная единица). Он содержит фикоцианобилин, биливердин IX альфа, фикуробилин, N-метил аспарагин, SO 4. Один фрагмент γ-цепи красный, второй белый, потому что он не считается альфа-спиралью, несмотря на идентичную аминокислотную последовательность. Весь олигомер R-фикоэритрина из Gracilaria chilensis (αβγ) 6(PDB ID: 1EYX).

Спектральные характеристики

Флуоресцентные спектры фикоэритрина

Пики поглощения в спектре видимого света измерены при 495 и 545/566 нм, в зависимости от связанных хромофоров и рассматриваемого организма. Сильный пик излучения существует при 575 ± 10 нм. (т.е. фикоэритрин слегка поглощает сине-зеленый / желтоватый свет и излучает слегка оранжево-желтый свет.)

СвойствоЗначение
Максимум поглощения565 нм
Дополнительное поглощение пик498 нм
Максимум излучения573 нм
Коэффициент экстинкции (ε)1,96 x 10 мкм
Квантовый выход (QY)0,84
Яркость (ε x QY)1,65 x 10 мкм

Билины PEB и DBV в PE545 также поглощают в зеленой области спектра с максимумами при 545 и 569 нм соответственно. Максимум излучения флуоресценции составляет 580 нм.

Варианты R-фикоэритрина

Профили возбуждения и эмиссии R-фикоэритрина из двух разных водорослей. Также отмечены распространенные длины волн лазерного возбуждения.

Как упоминалось выше, фикоэритрин можно найти в различных видах водорослей. Таким образом, могут быть различия в эффективности поглощения и излучения света, необходимых для облегчения фотосинтеза. Это может быть результатом глубины водного столба, на которой обычно обитает конкретная водоросль, и, как следствие, необходимости большей или меньшей эффективности дополнительных пигментов.

Благодаря достижениям в области технологий визуализации и обнаружения, которые позволяют избежать быстрого фотообесцвечивания, белковые флуорофоры стали жизнеспособным и мощным инструментом для исследователей в таких областях, как микроскопия, микроматричный анализ и вестерн-блоттинг. В свете этого исследователям может быть полезно проверить эти переменные R-фикоэритрины, чтобы определить, какой из них наиболее подходит для их конкретного применения. Даже небольшое увеличение флуоресцентной эффективности может снизить фоновый шум и снизить количество ложноотрицательных результатов.

Практическое применение

R-фикоэритрин (также известный как PE или R-PE) используется в лаборатории в качестве индикатора на основе флуоресценции для наличия цианобактерии и для маркировки антител, чаще всего для проточной цитометрии. Его использование ограничено в иммунофлуоресцентной микроскопии из-за его быстрых характеристик фотообесцвечивания. Существуют также другие типы фикоэритринов, такие как B-фикоэритрин, которые имеют немного другие спектральные свойства. B-фикоэритрин сильно абсорбируется на длине волны около 545 нм (слегка желтовато-зеленый) и сильно излучает на 572 нм (желтый), и может лучше подходить для некоторых инструментов. B-фикоэритрин также может быть менее «липким», чем R-фикоэритрин, и вносить меньший вклад в фоновый сигнал из-за неспецифического связывания в определенных приложениях. Однако R-PE гораздо более доступен в виде конъюгата антител.

R-фикоэритрин и B-фикоэритрин являются одними из самых ярких флуоресцентных красителей, когда-либо идентифицированных.

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-02 04:26:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте