الفيكوبيلوزوم

الفيكوبيلوزومات هي هوائيات لحصاد الضوء تنقل طاقة الفوتونات المحصودة إلى النظام الضوئي الثاني والنظام الضوئي الأول في البكتيريا الزرقاء وفي البلاستيدات الخضراء للطحالب الحمراء والزرقاء . [ ^{1 ] [ 2 ] [ 3 ] وقد} فُقدت هذه الجسيمات خلال تطور البلاستيدات الخضراء للطحالب الخضراء والنباتات . ^{[ 3 ]}

الفيكوبيلوزومات هي مركبات بروتينية (تصل إلى 600 عديد ببتيد ) مثبتة على أغشية الثايلاكويد . تتكون من طبقات من البروتينات الملونة ، الفيكوبيلوبروتينات ، وعديدات الببتيد الرابطة المرتبطة بها. يتألف كل فيكوبيلوزوم من نواة مصنوعة من الألوفيكوسيانين ، تتفرع منها عدة قضبان خارجية مكونة من أقراص متراصة من الفيكوسيانين ، وفي حال وجودها، الفيكوإريثرين أو الفيكوإريثروسيانين . تُحدد الخصائص الطيفية للفيكوبيلوبروتينات بشكل أساسي من خلال مجموعاتها الاصطناعية ، وهي عبارة عن رباعيات بيرول خطية تُعرف باسم الفيكوبيلينات، بما في ذلك الفيكوسيانوبيلين ، والفيكوإريثروبيلين ، والفيكويوروبيلين ، والفيكوبيليفيولين . تتأثر الخصائص الطيفية لأي فيكوبيلين ببيئته البروتينية. ^{[ 4 ]}

لكل بروتين فيكوبيلوبروتين امتصاصٌ محدد وانبعاثٌ فلوريٌّ أقصى في نطاق الضوء المرئي. لذا، فإن وجودها وترتيبها الخاص داخل الفيكوبيلوزومات يسمح بامتصاص ونقل طاقة الضوء في اتجاه واحد إلى الكلوروفيل أ في النظام الضوئي الثاني. وبهذه الطريقة، تستفيد الخلايا من أطوال موجات الضوء المتاحة (في  نطاق 500-650 نانومتر)، والتي لا يستطيع الكلوروفيل الوصول إليها، وتستخدم طاقتها في عملية التمثيل الضوئي. وهذا مفيدٌ بشكل خاص في أعماق عمود الماء ، حيث يكون الضوء ذو الأطوال الموجية الأطول أقل نفاذية، وبالتالي أقل توفراً مباشرةً للكلوروفيل.

يتميز الترتيب الهندسي للفيكوبيلوزوم بأناقته الشديدة في شكل يشبه الهوائي، مما ينتج عنه كفاءة نقل طاقة تصل إلى 95% . ^{[ 5 ]}

توجد اختلافات عديدة في بنية الفيكوبيلوزوم العامة. قد يكون شكلها نصف قرصي (في البكتيريا الزرقاء) أو نصف بيضاوي (في الطحالب الحمراء). تحتوي الأنواع التي تفتقر إلى الفيكوإريثرين على قرصين على الأقل من الفيكوسيانين لكل قضيب، وهو ما يكفي لتحقيق أقصى قدر من عملية التمثيل الضوئي. ^{[ 6 ]}

تُظهر بروتينات الفيكوبيلين نفسها تطورًا طفيفًا في تسلسلها نظرًا لوظيفتها المحددة للغاية (امتصاص ونقل أطوال موجية معينة). في بعض أنواع البكتيريا الزرقاء، عندما يتواجد كل من الفيكوسيانين والفيكوإريثرين، يمكن أن يخضع الفيكوبيلينوم لإعادة هيكلة كبيرة استجابةً للون الضوء. في الضوء الأخضر، تتكون الأجزاء البعيدة من العصيات من الفيكوإريثرين الأحمر اللون، الذي يمتص الضوء الأخضر بشكل أفضل. في الضوء الأحمر، يُستبدل هذا الفيكوسيانين الأزرق اللون، الذي يمتص الضوء الأحمر بشكل أفضل. تُعرف هذه العملية العكسية بالتكيف اللوني التكميلي. وهو أحد مكونات نظام التمثيل الضوئي للبكتيريا الزرقاء، كجسيم ترتبط به تراكيب مختلفة (مثل غشاء الثايلاكويد، إلخ).

يمكن استخدام الفيكوبيلوزومات في التألق الفوري، ^{[ 7 ] [ 8 ]} وقياس التدفق الخلوي ، ^{[ 9 ]} والتلطيخ الغربي ، ومصفوفات البروتين الدقيقة . تتميز بعض الفيكوبيلوزومات بخصائص امتصاص وانبعاث مشابهة لصبغة Cy5 ، مما يسمح باستخدامها في العديد من التطبيقات نفسها. كما أنها قد تكون أكثر سطوعًا بما يصل إلى 200 ضعف، مع إزاحة ستوكس أكبر ، مما يوفر إشارة أقوى لكل ارتباط. تتيح هذه الخاصية الكشف عن جزيئات الهدف ذات المستويات المنخفضة ^{[ 9 ]} أو الأحداث النادرة.

• 
  أطياف الإثارة والانبعاث لفيكوبيلوزوم من طحلب أزرق مخضر.
• 
  قدرات الكشف عن الفيكوبيلوزوم مقابل صبغة السيانين في تطبيق ويسترن بلوت.

• تشنغ ل، تشنغ ز، لي إكس، وانغ جي، تشانغ ك، وي بي، تشاو جي، غاو إن (2021). "نظرة هيكلية على آلية نقل الطاقة في الفيكوبيلوزومات البكتيرية الزرقاء" . نيتشر كوميونيكيشنز . 12 5497: 5497. Bibcode : 2021NatCo..12.5497Z . doi : 10.1038/s41467-021-25813- y . PMC 8448738. PMID 34535665 .  

• الفيكوبيلوزومات في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
• كولومبيا بيوساينسز - مورد الفيكوبيلوزوم