Phycobilisome
Définition
Un phycobilisome est une structure formée de grands complexes protéiques, les phycobiliprotéines, située à la surface des thylakoïdes des cyanobactéries, des algues rouges, glaucophycées et cyanelles qui l'utilise dans la photosynthèse. Leurs pigments d'antenne absorbants, qui contrairement à la chlorophylle absorbent la lumière verte et jaune, conduisent l'énergie vers les centres de réaction du photosystème II lors de la photosynthèse.
Le processus d'un phycobilisome :
Schéma de principe d'un phycobilisome situé sur la membrane thylacoïdienne (à gauche) et des étapes de transfert d'énergie qui incluent la séparation de charge (à droite). Il existe une grande variabilité dans la structure de base du phycobilisome. Leur forme peut être semi-circulaire (chez les cyanobactéries) ou semi-ellipsoïde (chez les algues rouges).
Explications
Chaque phycobilisome contient un noyau composé d'allophycocyanines. À partir de ce noyau, plusieurs bâtonnets constitués de phycocyanine et de phycoérythrine s'étendent vers l'extérieur et fonctionnent comme des antennes collectrices de lumière. L'énergie absorbée par ces bâtonnets est efficacement transférée aux pigments de chlorophylle pour leur utilisation dans les réactions photosynthétiques. Les phycobiliprotéines (PBP) forment une famille homologue de chromoprotéines hydrosolubles.
L'organisation géométrique d'un phycobilisome est très élégante et se traduit par un transfert d'énergie avec une efficacité de 95 %.
Les phycobilisomes standards sont absents chez les Cryptophytes et les représentants des prochlorophytes qui ont des phycobiliprotéines. Chez les cryptophytes, les phycobiliprotéines sont situées à l'intérieur de l'espace thylacoïde.
Les phycobilisomes sont situés dans le cytosol sur la membrane thylacoïde et conduisent l'énergie lumineuse capturée vers les centres de réaction du photosystème II Contrairement à d'autres complexes d'antennes contenant de la chlorophylle et du caroténoïde, ils sont solubles dans l'eau. Les algues à phycobilisomes utilisent ce qu'on appelle le trou vert, des longueurs d'onde dans la gamme vert/jaune (550, 620 et 660 nm), cela leur permet de coloniser de plus grandes profondeurs d'eau.
Les phycobilisomes sont stratifiés les uns sur les autres en plusieurs piles en forme de rouleaux d'une taille de 32 × 48 nanomètres. La phycoérythrine rouge est à l'extérieur et la phycocyanine bleue est à l'intérieur sur l'allophycocyanine bleu clair. Ils sont attachés au côté cytosolique de la membrane thylacoïde.
Chez les cyanobactéries et les algues rouges, ces protéines peuvent représenter jusqu'à 40 à 50 % de la protéine totale. Ils doivent leur absorption visible intense aux propriétés des chromophores en présence de tétrapyrrole linéaire, qui est lié de manière covalente au polypeptide en chaînes.
Les phycobilisomes peuvent être utilisés pour la fluorescence rapide, la cytométrie en flux, le Western Blot et les puces à protéines. Certains phycobilisomes ont un spectre similaire à Cy5 et peuvent être utilisés aux mêmes fins, mais ils peuvent être 200 fois plus lumineux, avec un grand décalage de Stokes, donnant plus de signaux pour l'événement de liaison. Cette propriété permet d'utiliser la détection de molécules cibles de bas niveau ou d'événements rares.
Cas de Gracilaria chilensis
La haute efficacité du transfert d'énergie par les phycobiliprotéines dans les phycobilisomes est un phénomène biologique intéressant et passionnant. Le phycobilisome de Gracilaria chilensis contient trois phycobiliprotéines : la phycoérythrine, la phycocyanine et l'allophycocyanine. Ces protéines ont leurs spectres d'absorption et d'émission superposés permettant un transfert non radiatif, direct et efficace de l'énergie d'excitation entre elles, qui est canalisée le long d'un gradient d'énergie des bâtonnets au noyau et finalement transférée à la chlorophylle a.
Les phycobiliprotéines sont des protéines hautement fluorescentes en raison de la présence de phycobilines liées de manière covalente qui leur confère leurs propriétés fonctionnelles. Ce travail rapporte la détermination expérimentale des paramètres spectroscopiques des chromophores présents dans la R-phycoérythrine de Gracilaria chilensis : durée de vie, rendement quantique et coefficient d'extinction de la phycourobiline et de la phycoérythrobine, à l'aide de fragments tryptiques chromophorylés contenant un ou deux chromophores.
Ces fragments ont été identifiés par spectrométrie de masse et caractérisés spectroscopiquement. Ces mesures fournissent les paramètres spectroscopiques individuels des trois chromophores (deux phycoérythrobilines et une phycourobiline) dans la sous-unité β et des deux chromophores (phycoérythrobilines) liés à la sous-unité compte tenu de l'environnement protéique.
Synonymes, antonymes
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Mots en P à proximité
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En rapport avec "phycobilisome"
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