Фикобилисо́мы — (от др.-греч. φῦκος — водоросли, лат. bilis — желчь и др.-греч. σῶμα - тело) светособирающие органеллы для фотосистемы II у цианобактерий , красных водорослей и глаукофитов . Стандартные фикобилисомы отсутствуют у криптофитовых и тех представителей прохлорофитовых , у которых имеются . У криптофитовых фикобилипротеины находятся во внутри тилакоидном пространстве .

Основная структура

Фикобилисомы — это белковые комплексы (вплоть до 600 полипептидов ) полудисковидной или полусферической формы (см. рисунки), прикреплённые к мембранам тилакоидов . Они состоят из большого количества хромофоровых белков — — и объединённых с ними связующих белков. У каждой фикобилисомы есть ядро из аллофикоцианина , из которого выходят наружу стержни, состоящие из дисков фикоцианина и (если имеются) фикоэритринов или фикоэритроцианина . Пигменты располагаются в такой последовательности (начиная с кончиков стержней): фикоэритрин , затем фикоцианин , и затем аллофикоцианиновое ядро. В этом же порядке происходит транспорт энергии света, а далее к хлорофиллу a . Их специфические свойства в основном определяются наличием простерических групп, которые являются линейными , известными как фикобилины , включающие фикоцианобилин , фикоэритробилин , фикоуробилин и . На спектральные свойства вышеуказанных фикобилинов серьёзное влияние оказывают окружающие их белки.

Функции

Каждый фикобилин имеет специфические максимумы излучения и поглощения в видимом спектре света . Более того, их строение и свойственная им пространственная организация внутри фикобилисомы делает возможным поглощение и однонаправленную передачу энергии света на хлорофилл а фотосистемы II . Таким образом, клетки могут использовать длину световой волны в промежутке 500—650 нм , которая недоступна для хлорофилла а , и задействовать её в фотосинтезе . Это серьёзное преимущество на большой глубине под водой, где более длинные световые волны передаются хуже и, следовательно, менее доступны для хлорофилла.

Геометрическая форма фикобилисомы очень элегантна, что выражается в 95%-ой эффективности передачи энергии.

Эволюция и разнообразие

Существует большая вариабельность в основной структуре фикобилисомы. Их форма может быть полукруглой (у цианобактерий) или полуэллипсоидной (у красных водорослей).

В целом фикобилипротеины претерпели незначительную эволюцию , что связано с их высокосложной функцией поглощения и передачи световых волн определённой длины. У некоторых видов цианобактерий при наличии и фикоцианина , и фикоэритрина фикобилисома может подвергаться существенной перестройке в зависимости от цветовой характеристики света. В зелёном свете большая часть стержней состоит из красного фикоэритрина , который лучше поглощает зелёный свет. На красном свету они заменяются на голубой фикоцианин , который лучше поглощает красный свет. Этот обратимый процесс известен как дополнительная хроматическая адаптация .

Использование

Фикобилисомы могут быть использованы для быстрой флюоресценции, , проточной цитометрии , вестерн-блоттинга и белковых микрочипов . Некоторые фикобилисомы имеют спектр излучения, подобный , и их можно использовать для тех же целей, однако они могут быть в 200 раз ярче, с большим Стоксовым сдвигом , давая больше сигналов на событие связывания. Это свойство позволяет использовать детекцию низкоуровневых молекул-мишеней или редких событий.

• 
  Возбуждение и спектры излучения фикобилисомы синезелёной водоросли (цианобактерии).
• 
  Фикобилисомы в сравнении с цианиновым красителем в ходе исследования методом Вестерн-блотинга.

См. также

• Хлоросомы
• Хлоропласты
• Бактериохлорофиллы

Ссылки

Внешние ссылки

• MeSH в Национальной Медицинской Библиотеке США Medical Subject Headings

Литература

• Белякова Г. А. Водоросли и грибы // Ботаника: в 4 т. / Белякова Г. А., Дьяков Ю. Т., Тарасов К. Л. — М. : Издательский центр «Академия», 2006. — Т. 1. — 320 с. — 3000 экз. — ISBN 5-7695-2731-5 .
• Lee, R. E. Phycology, 4th edition. — Cambridge: Cambridge University Press, 2008. — 547 с. — ISBN 9780521682770 .