Rodopsyny mikrobialne - od struktury do funkcji i adaptacji ekologicznych

Abstrakt

Białka rodopsynowe występują we wszystkich trzech domenach życia, a dwa jak dotąd najlepiej poznane typy to rodopsyny zwierzęce oraz mikrobialne. Rodopsyny zwierzęce występują tylko u zwierząt, a mikrobialne u mikroorganizmów we wszystkich domenach, przy czym wśród eukariota głównie u protistów. Wszystkie znane nam rodopsyny posiadają podobną strukturę, są złożone z siedmiu transbłonowych α-helis oraz ligandu w postaci retinalu. typ zwierzęcy oraz mikrobialny nie wykazują podobieństwa sekwencyjnego co sugeruje ich konwergentną ewolucję. Rodopsyny zwierzęce odpowiadają za widzenie oraz kontrolę zegara biologicznego, natomiast rodopsyny mikrobialne za fototaksję komórek, jak również pełnią rolę pomp wodorowych lub jonowych. Procesy te mogą brać udział w przetwarzaniu energii pochodzącej od fotonów do energii wykorzystywanej przez komórkę.

Zdecydowanie więcej wiemy o rodopsynach u mikroorganizmów morskich niż słodkowodnych. Różnice między rodopsynami pojawiającymi się w tych dwóch ekosystemach mogą być znaczące, ponieważ charakteryzują się one odmiennymi warunkami środowiskowymi, które prowadzą do różnych właściwości optycznych, co w konsekwencji wpływa na sekwencje oraz strukturę rodopsyn.