Der Hauptunterschied zwischen Halorhodopsin und Bacteriorhodopsin besteht darin, dass Halorhodopsin eine lichtgetriebene Chloridpumpe ist, die in Archaeen vorkommt, während Bacteriorhodopsin eine lichtgetriebene Protonenpumpe ist, die in Archaeen vorkommt.
Halorhodopsin und Bacteriorhodopsin sind heptahelikale Membranproteine. Sie sind auch als Archaea-Rhodopsine bekannt. Im Allgemeinen findet man beides in der Purpurmembran, einem Teil der Zellmembran von Halobacterium salinarum. Halorhodopsin ist eine lichtgetriebene Chloridpumpe, die es Ionen ermöglicht, von der extrazellulären Seite zur zytoplasmatischen Seite zu fließen. Bakteriorhodopsin hingegen ist eine lichtgetriebene Protonenpumpe, die es ermöglicht, dass Ionen von der zytoplasmatischen Seite zur extrazellulären Seite fließen. Daher sind Halorhodopsin und Bakteriorhodopsin zwei lichtgetriebene Ionenstöße, die in Archaeen gefunden werden, insbesondere in Halobakterien.
Was ist Halorhodopsin?
Halorhodopsin ist ein retinales Protein aus dem Archaeon Halobacterium salinarum, das die Energie von grünem Licht (500 bis 650 nm) nutzt, um Chloridionen gegen das Membranpotential in die Zelle zu transportieren. Die Aufnahme von Kaliumchlorid durch diese Zellen durch Ionenpumpen wie Halorhodopsin ist notwendig, um das osmotische Gleichgewicht während des Zellwachstums aufrechtzuerh alten. Darüber hinaus spart eine lichtgetriebene Anionenpumpe eine erhebliche Menge an Stoffwechselenergie. Halorhodopsin f altet sich zu einer Sieben-Transmembran-Helix-Topologie mit kurzen Verbindungsschleifen. Die Helices (mit den Namen A bis G) sind in einer bogenförmigen Struktur angeordnet und umgeben eng ein Retinalmolekül, das über eine Schiff-Base kovalent an eine konservierte Lysinaminosäure (Lys-242) auf Helix G gebunden ist. Der Querschnitt von Halorhodopsin mit Rückständen ist für den Chloridtransfer wichtig. Es ist der wahrscheinliche Weg des Anions.
Abbildung 01: Halorhodopsin
Die Absorption eines Photons durch Halorhodopsin initiiert einen katalytischen Zyklus, der zum Transport eines Anions in die Zelle führt. Der Zyklus kann anhand von sechs Schritten der Isomerisierung (I), des Ionentransports (T) und der Änderung der Zugänglichkeit (Sch alter S) beschrieben werden. Darüber hinaus ist eine wichtige Methode zur Analyse der Struktur und Funktion von Halorhodopsin die Möglichkeit, spezifisch modifizierte Proteine durch zielgerichtete Mutagenese und homologe Überexpression herzustellen.
Was ist Bacteriorhodopsin?
Bacteriorhodopsin ist als lichtgetriebene Protonenpumpe in Archaeen wie Halobacterium salinarum bekannt. Bacteriorhodopsin ist ein Protein, das von Archaeen verwendet wird, insbesondere von Halobakterien, einer Klasse von Euryarchaeota. Es fungiert als Protonenpumpe, die Lichtenergie einfängt und diese Energie verwendet, um Protonen durch die Membran aus der Zelle zu bewegen. Der entstehende Protonengradient wird anschließend in chemische Energie umgewandelt.
Abbildung 02: Bacteriorhodopsin
Bacteriorhodopsin ist ein integrales Membranprotein von 27 kDa. Das sich wiederholende Element des hexagonalen Gitters besteht aus drei identischen Proteinketten, die jeweils um 120 Grad gegeneinander gedreht sind. Darüber hinaus hat jedes Monomer sieben Transmembran-Alpha-Helices und ein extrazelluläres zweisträngiges Beta-F altblatt. Darüber hinaus wird die von diesem Retinalprotein erzeugte Proteinantriebskraft von der ATP-Synthase zur Erzeugung von ATP verwendet. Durch die Expression von Bakteriorhodopsin sind die Archaea-Zellen daher in der Lage, ATP in Abwesenheit einer Kohlenstoffquelle zu synthetisieren.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Halorhodopsin und Bacteriorhodopsin?
- Halorhodopsin und Bakteriorhodopsin gehören zu einer Unterfamilie von heptahelikalen Membranproteinen.
- Beide sind Netzhautproteine.
- Sie sind auch als Archaea-Rhodopsine bekannt.
- Sie sind lichtgetriebene Ionenstöße.
- Beide sind in der Purpurmembran vorhanden, einem Teil der Zellmembran von Halobacterium salinarum.
- Sie haben bestimmte Funktionen, die für das Überleben von Halobakterien sehr wichtig sind.
Was ist der Unterschied zwischen Halorhodopsin und Bacteriorhodopsin?
Halorhodopsin ist eine lichtgetriebene Chloridpumpe, die in Archaeen vorkommt, während Bakteriorhodopsin eine lichtgetriebene Protonenpumpe ist, die in Archaeen vorkommt. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen Halorhodopsin und Bakteriorhodopsin. Darüber hinaus ist Halorhodopsin eine lichtgetriebene Chloridpumpe, die es Ionen ermöglicht, von der extrazellulären zur zytoplasmatischen Seite zu fließen. Bakteriorhodopsin hingegen ist eine lichtgetriebene Protonenpumpe, die es Ionen ermöglicht, von der zytoplasmatischen zur extrazellulären Seite zu fließen.
Die folgende Infografik zeigt die Unterschiede zwischen Halorhodopsin und Bakteriorhodopsin in tabellarischer Form zum direkten Vergleich.
Zusammenfassung – Halorhodopsin vs. Bacteriorhodopsin
Halorhodopsin und Bakteriorhodopsin sind zwei lichtgetriebene Ionenstöße, die in Archaeen, insbesondere Halobakterien, vorkommen. Halorhodopsin ist eine lichtgetriebene Chloridpumpe, während Bakteriorhodopsin eine lichtgetriebene Protonenpumpe ist. Halorhodopsin ermöglicht den Ionenfluss von der extrazellulären zur zytoplasmatischen Seite. Im Gegensatz dazu ermöglicht Bakteriorhodopsin den Ionenfluss von der zytoplasmatischen zur extrazellulären Seite. Das fasst also den Unterschied zwischen Halorhodopsin und Bacteriorhodopsin zusammen.
