Bactériorhodopsine
Définition
La bactériorhodopsine (ou protéorhodopsine) est un pigment des archéobactéries photosynthétiques extrêmes halophiles. Cette rhodopsine, spécifique à certaines bactéries, convertit l'énergie de la lumière verte (500–650 nm, max 568 nm) en un gradient électrochimique de protons.
Une bactériorhodopsine est l'une des nombreuses protéines photosynthétiques pourpres apparentées, trouvées chez les halobactéries, qui agissent comme des pompes à protons.
Molécule de bactériorhodopsine :
La bactériorhodopsine, avec le chromophore en bleu plus clair. La partie qui enjambe la membrane est représentée schématiquement dans l'illustration inférieure avec des lignes vertes.
Explications
La bactériorhodopsine est une protéine permettant de faire toute la chaîne de la photosynthèse à elle seule.
La protéine bactériorhodopsine est la principale protéine photosynthétique de l'archée Halobacterium salinarum. Une fois convertie, elle est utilisée pour la production d'ATP par l'ATP synthase.
Voir aussi une bactériochlorophylle et une bactérie pourpre.
La lumière du soleil alimente le monde biologique. Grâce à la photosynthèse, les plantes captent la lumière du soleil et produisent des sucres. Ces sucres fournissent alors toutes les matières premières pour notre croissance et nos besoins énergétiques. Comme on le voit dans la molécule du mois d'octobre dernier, la photosynthèse nécessite une collection complexe d'antennes moléculaires et de photosystèmes. Cependant, certaines archéobactéries ont trouvé une solution plus simple pour capturer la lumière du soleil.
Une pompe à lumière
La bactériorhodopsine est une machine moléculaire compacte qui pompe des protons à travers une membrane alimentée par la lumière verte du soleil. Elle est construite par des bactéries halophiles (aimant le sel), trouvées dans les piscines de saumure à haute température.
Elles utilisent la lumière du soleil pour pomper des protons vers l'extérieur à travers leurs membranes cellulaires, ce qui rend l'intérieur 10 000 fois plus alcalin que l'extérieur. Ces protons sont ensuite autorisés à refluer vers l'intérieur à travers une autre protéine, l'ATP synthase, construisant une grande partie de l'ATP qui alimente la cellule.
Capturer la lumière
La bactériorhodopsine est composée de trois chaînes protéiques. Elle se trouve noyé dans des réseaux denses dans les membranes des bactéries. La zone couvrant la membrane est indiquée dans l'image inférieure (ci-dessus) entre les deux lignes vertes.
Au coeur de chaque chaîne protéique se trouve une molécule de rétinal, qui est liée profondément à l'intérieur de la protéine et reliée par un acide aminé lysine. Sur l'image, l'une des trois chaînes protéiques est représentée en bleu et la molécule rétinienne, qui est enterrée à l'intérieur, est représentée en blanc. La rétine contient une chaîne de carbones qui absorbent fortement la lumière. Lorsqu'un photon est absorbé, cela provoque une modification de la conformation de la molécule.
Dans la bactériorhodopsine, il s'agit d'un changement d'une forme droite à une forme courbée, comme indiqué sur une page ultérieure. Ce changement de forme alimente le pompage des protons.
Utilisations
La capture de la lumière est si utile que ces archéobactéries qui aiment le sel (halophiles) produisent en fait quatre types différents de rhodopsines. Ces quatre rhodopsines sont construites selon des principes similaires, avec une molécule rétinienne solidement maintenue à l'intérieur d'un contenant compact de protéines.
La bactériorhodopsine est utilisée pour générer de l'énergie.
L'halorhodopsine est également une pompe qui canalise les ions chlorure au lieu des protons. Elle est chargée de maintenir la concentration interne de chlorure à des niveaux élevés qui correspondent aux conditions salines à l'extérieur de la cellule.
Les deux autres rhodopsines sont des rhodopsines sensorielles. Ces rhodopsines détectent la lumière bleuâtre et envoient des signaux à la cellule pour qu'elle se déplace, trouvant une zone avec une lumière verdâtre plus utile.
Voir la lumière (chez les mammifères)
Nous fabriquons également plusieurs formes de rhodopsine et les utilisons dans nos yeux pour voir la lumière. Comme dans la bactériorhodopsine, notre rhodopsine contient également une molécule de rétinal.
La rétine est fabriquée dans notre corps à partir de rétinol, ou vitamine A, qui est essentielle dans l'alimentation, car nous ne pouvons pas synthétiser la vitamine A par nous-mêmes. Lorsqu'il absorbe un photon, le rétinien dans la rhodopsine change de forme de courbé à droit - juste le contraire de rétinien dans la bactériorhodopsine !
Ce changement de forme pousse ensuite la protéine environnante dans une forme légèrement différente, qui est détectée par les protéines à l'intérieur de la cellule. Ensuite, le message est passé à travers une cascade de protéines, chacune envoyant le message à la suivante, lançant enfin un signal nerveux au cerveau. Le processus est si sensible que l'oeil ne peut détecter que 5 photons.
Synonymes, antonymes
1 synonyme (sens proche) de "bactériorhodopsine" :
- protéorhodopsine
0 antonyme (sens contraire).
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