الفيكوبيلين البروتيني

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

الفيكوبيلينات هي بروتينات قابلة للذوبان في الماء، توجد في البكتيريا الزرقاء وبعض أنواع الطحالب ( الرودوفيتات ، والكريبتومونادات ، والجلوكوسيستوفايتات ). تعمل هذه البروتينات على امتصاص الطاقة الضوئية، التي تُنقل بدورها إلى الكلوروفيل أثناء عملية التمثيل الضوئي . تتكون الفيكوبيلينات من مُركب بين البروتينات والفيكوبيلينات المرتبطة بها تساهميًا ، والتي تعمل كصبغات ضوئية (الجزء المسؤول عن امتصاص الضوء). [ 1 ] وهي من أهم مكونات الفيكوبيلوزومات . [ 2 ]

بنية الفيكوبيلوزوم

البروتينات الصبغية الرئيسية

الفيكوبيلين البروتينيالوزن الجزيئي ( كيلودالتون )Ex (nm) / Em (nm)المردود الكميمعامل الامتصاص المولي (M −1  cm −1 )تعليقصورة
R- فيكوإريثرين (R-PE)240498.546.566  نانومتر / 576  نانومتر0.841.53 10 6يمكن إثارته بواسطة ليزر الكريبتون/الأرجون. تطبيقات لـ R-phycoerythrin

تم تطوير العديد من التطبيقات والأجهزة خصيصاً لـ R-phycoerythrin. ويُستخدم بشكل شائع في المقايسات المناعية مثل FACS، وقياس التدفق الخلوي، وتطبيقات متعددات/رباعيات الوحدات.

الخصائص الهيكلية

يُنتَج بروتين R -Phycoerythrin أيضًا بواسطة بعض الطحالب الحمراء. يتكون هذا البروتين من ثلاث وحدات فرعية مختلفة على الأقل، وتختلف هذه الوحدات باختلاف نوع الطحالب المنتجة له. التركيب الفرعي لبروتين R-PE الأكثر شيوعًا هو (αβ) 6 γ. تحتوي الوحدة الفرعية α على اثنين من الفيكوإريثروبيلين (PEB)، بينما تحتوي الوحدة الفرعية β على اثنين أو ثلاثة من الفيكوإريثروبيلين وواحد من الفيكويوروبيلين (PUB)، أما الوحدات الفرعية γ المختلفة، فقد ذُكر أنها تحتوي على ثلاثة من الفيكوإريثروبيلين واثنين من الفيكويوروبيلين (γ 1 )، أو على واحد أو اثنين من الفيكوإريثروبيلين وواحد من الفيكويوروبيلين (γ 2 ).

(معلومات عامة عن بروتين الفيكوبيلين)

البنية البلورية لـ R-phycoerythrin من الطحالب الحمراء Gracilaria chilensis ( معرف بنك بيانات البروتين : 1EYX [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ) - أوليغومر أساسي ( α β γ ) 2 (ما يُسمى بالوحدة غير المتناظرة). يحتوي على فيكوسيانوبيلين ، وبيليفيردين IX ألفا ، وفيكوروبيلين ، و N-ميثيل أسباراجين ، و SO2−4 . أحد أجزاء سلسلة γ أحمر اللون، والآخر أبيض لأنه لا يُعتبر حلزون ألفا على الرغم من تطابق تسلسل الأحماض الأمينية.
ب- فيكوإريثرين (ب-بي إي)240546.566  نانومتر / 576  نانومتر0.98(545  نانومتر) 2.4 × 10⁶

(563  نانومتر) 2.33 × 10⁶

تطبيقات الفيكوإريثرين-ب

بفضل مردوده الكمي العالي، يُعتبر B-PE أكثر الفلوروفورات سطوعًا في العالم. وهو متوافق مع الليزرات الشائعة الاستخدام، ويُعطي نتائج استثنائية في قياس التدفق الخلوي، وتقنية Luminex، والتلوين المناعي الفلوري. كما أن B-PE أقل التصاقًا من الفلوروفورات الاصطناعية الشائعة، وبالتالي يُقلل من التداخل الخلفي.

الخصائص الهيكلية

يُنتَج الفيكوإريثرين بيتا (B-PE) بواسطة بعض الطحالب الحمراء، مثل طحلب روديلا . وتُعزى خصائصه الطيفية المميزة إلى تركيب وحداته الفرعية. يتكون الفيكوإريثرين بيتا من ثلاث وحدات فرعية على الأقل، وأحيانًا أكثر. ويتوزع الكروموفورات كما يلي: الوحدة الفرعية ألفا (α) تحتوي على اثنين من الفيكوإريثروبيلين (PEB)، والوحدة الفرعية بيتا (β) تحتوي على ثلاثة من الفيكوإريثروبيلين (PEB)، والوحدة الفرعية غاما (γ) تحتوي على اثنين من الفيكوإريثروبيلين (PEB) واثنين من الفيكويوروبيلين (PUB). ويُشار إلى بنيته الرباعية بالصيغة (αβ) 6 γ.

(معلومات عامة عن بروتين الفيكوبيلين)

[[File:B-phycoerythrin 3V57.png|thumb|none|250px|البنية البلورية لـ B-phycoerythrin من الطحالب الحمراء Porphyridium cruentum ( معرف بنك بيانات البروتين : 3V57 [ 6 ] [ 7 ] [ 5 ] ). الوحدة غير المتناظرة ( αβ ) 2 على اليسار والجزيء البيولوجي المفترض ( αβ ) 3 . يحتوي على فيكوإريثروبيلين ، و N-ميثيل أسباراجين ، و{{color|#FFD500| SO2− 4. ] ]
ج- فيكوسيانين (CPC)232620  نانومتر / 642  نانومتر0.811.54 10 6يستقبل الفلورة لـ R-PE؛ ويمكن نقل فلورته الحمراء إلى الألوفيوكوسيانين
ألوفيوكوسيانين (APC)105651  نانومتر / 662  نانومتر0.687.3 10 5يتم تحفيزه بواسطة ليزر هيليوم/نيون؛ ويتم وسمه المزدوج باستخدام سلفو-رودامين 101 أو أي فلوروكروم مكافئ آخر. تطبيقات الألوفيكوسيانين

طُوِّرت العديد من التطبيقات والأجهزة خصيصًا للألوفيوكوسيانين. ويُستخدم بشكل شائع في المقايسات المناعية مثل قياس التدفق الخلوي والفحص عالي الإنتاجية. كما أنه صبغة مستقبلة شائعة في مقايسات نقل طاقة الرنين الفلوري (FRET).

الخصائص الهيكلية

يمكن عزل الألوفيوكوسيانين من أنواع مختلفة من الطحالب الحمراء أو الخضراء المزرقة، حيث ينتج كل نوع منها أشكالًا مختلفة قليلاً من الجزيء. يتكون الألوفيوكوسيانين من وحدتين فرعيتين مختلفتين (α و β)، تحتوي كل وحدة فرعية على كروموفور واحد من الفيكوسيانوبيلين (PCB). وقد تم تحديد بنية الوحدة الفرعية للألوفيوكوسيانين على أنها (αβ) 3 .

(معلومات عامة عن بروتين الفيكوبيلين)

ألوفيكوسيانين دوديكامر + 12 فيكوسيانوبيلين (أخضر)، غلوباكتر فيولاسيوس
↑ = بيانات بروتينات فيكوبيلي من فلوبروبس

صفات

تُظهر بروتينات الفيكوبيلين خصائص فلورية فائقة مقارنة بالفلوروفورات العضوية الصغيرة، خاصة عندما تكون هناك حاجة إلى حساسية عالية أو كشف متعدد الألوان  :

  • امتصاص واسع وعالي للضوء يناسب العديد من مصادر الإضاءة
  • انبعاث ضوئي شديد الكثافة: أكثر سطوعًا من الفلوروفورات العضوية الصغيرة بمقدار 10-20 مرة
  • يؤدي انزياح ستوكس الكبير نسبياً إلى انخفاض مستوى الخلفية، ويسمح بالكشف متعدد الألوان.
  • لا تتداخل أطياف الإثارة والانبعاث مقارنة بالأصباغ العضوية التقليدية.
  • يمكن استخدامه بالتزامن (الاستخدام المتزامن بواسطة FRET ) مع الكروموفورات التقليدية (مثل PE وFITC، أو APC وSR101 مع نفس مصدر الضوء).
  • فترة احتفاظ أطول بالفلورة.
  • قابلية عالية للذوبان في الماء

التطبيقات

تسمح بروتينات الفيكوبيلين بحساسية كشف عالية جدًا، ويمكن استخدامها في تقنيات مختلفة تعتمد على الفلورة، مثل فحوصات الألواح الدقيقة الفلورية . [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] وتقنية التهجين الفلوري في الموقع (FISH) والكشف متعدد الألوان.

وهي قيد التطوير لاستخدامها في عملية التمثيل الضوئي الاصطناعي ، إلا أن كفاءة التحويل المنخفضة نسبياً والتي تتراوح بين 4 و5% تحد من استخدامها. [ 11 ]

مراجع

  1. ↑ أيزبورو، أيتور؛ غونزاليس-سانشيز، أرماندو (2024-07-20). "استراتيجيات تقليدية وحديثة لتعزيز محتوى الصبغات في الطحالب الدقيقة" . المجلة العالمية لعلم الأحياء الدقيقة والتكنولوجيا الحيوية . 40 (9): 272. doi : 10.1007/s11274-024-04070-3 . ISSN 1573-0972 . PMC 11271434. PMID 39030303 .   
  2. ^ زافريل، توماس؛ شميليك، دومينيك؛ سينتوفا، ماريا أ.؛ تشيرفيني ، يناير (2018/09/11). "التقدير الطيفي لمحتوى الفيكوبيليبروتين في البكتيريا الزرقاء Synechocystis" . مجلة التجارب المرئية (139) 58076. دوى : 10.3791/58076 . ISSN 1940-087X . بمك 6235156 . بميد 30272659 .   
  3. ↑ بنك البيانات، RCSB بيانات البروتين. "RCSB PDB - 1EYX: التركيب البلوري لـ R-PHYCOERYTHRIN عند 2.2 أنغستروم" . www.rcsb.org . تاريخ الاسترجاع: 21-10-2024 .
  4. ↑ كونتريراس-مارتيل سي، مارتينيز-أويانيديل جيه، بنستر إم، ليجراند بي، بيراس سي، فيرنيدي إكس، فونتيسيلا-كامبس جيه سي (يناير 2001). "التبلور وبنية R-فيكوإريثرين من جراسيلاريا تشيلينسيس بدقة 2.2 أنجستروم: حالة توأمة نصفية مثالية". أكتا كريستالوغرافيكا دي . 57 (الجزء 1): 52-60 . doi : 10.1107/S0907444900015274 . PMID 11134927. S2CID 216930. PDB ID: 1EYX.  
  5. 1 2 تم إنشاء الصورة باستخدام برنامج RasTop (برنامج تصوير الجزيئات).
  6. ↑ بنك بيانات البروتين RCSB. "RCSB PDB - 3V57: التركيب البلوري لبروتين بيتا-فيكوإريثرين من الطحالب الحمراء بورفيريديوم كروينتوم عند درجة حموضة 8" . www.rcsb.org . تاريخ الاسترجاع: 21 أكتوبر 2024 .
  7. ↑ كامارا-أرتيجاس أ، باكاريزو جي، أندوجار-سانشيز إم، أورتيز-سالميرون إي، ميسا-فالي سي، كوادري سي، مارتن-جارسيا جيه إم، مارتينيز-رودريجيز إس، مازوكا-سوبكزوك تي، إيبانيز إم جي، ألين جي بي (أكتوبر 2012). "التوافقات الهيكلية المعتمدة على الرقم الهيدروجيني لـ B-phycoerythrin من Porphyridium Cruentum". مجلة فيبس . 279 (19): 3680–3691 . دوى : 10.1111/j.1742-4658.2012.08730.x . بميد 22863205 . S2CID 31253970 . معرف PDB: 3V57.  
  8. ↑ "مقارنة الكشف باستخدام الألواح الدقيقة بين SureLight P-3L، والفلوروفورات الأخرى، والكشف الإنزيمي. الجدول 1: مقارنة بين طريقة الكشف باستخدام الألواح الدقيقة وطرق الكشف الأخرى" . مجلة PeerJ لعلوم الحاسوب . 2010. doi : 10.7717/peerj-cs.350/table-1 .
  9. ↑ "قياس التدفق الخلوي" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 18-03-2018 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 07-06-2014 .
  10. ↑ تيلفورد، ويليام ج؛ موس، مارك و؛ مورسمان، جون ب؛ ألنوت، إف سي توماس (أغسطس 2001). "الفيكوبيلوزومات المستقرة للبكتيريا الزرقاء كصبغات فلورية للكشف عن المستضدات خارج الخلوية بواسطة قياس التدفق الخلوي". مجلة أساليب علم المناعة . 254 ( 1-2 ): 13-30 . doi : 10.1016/s0022-1759(01)00367-2 . ISSN 0022-1759 . PMID 11406150 .  
  11. ↑ لافارس، نيك (19 أكتوبر 2021). "تغليف الطحالب يضاعف كفاءة التمثيل الضوئي الاصطناعي ثلاث مرات" . نيو أطلس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أكتوبر 2021 .