变形菌视紫红质十年的回顾与展望【荐】.pdfVIP

物物理学报 2010 年11 月 第26 卷 第11 期: 1036-1046 综述 / Mini Review A CTA BIOPHYS ICA S INICA 20 10 Vol.26 No.11: 1036-1046 变形菌视紫红质十年的回顾与展望 王宁, 兰艳黎, 王伟武 京农业大学生命科学学院/ 农业部农业环境微生物工程重点开放实验室，江苏南京 2 10095 收稿日期：2010-09-08；接受日期：2010-11-08 基金项目：国家自然科学基金 ，教育部回国留学人员启动基金教外司留[2008]890 号 通讯作者：王伟武，电话：(025E-mail ：wwwang@nj 摘要： 形菌视紫红质 (proteorhodopsin PR) 是一类吸光色素膜蛋白 它是由7 个跨膜 - 螺旋 渊A G冤 组成的视蛋白 渊opsins 冤 与色素视黄醛 渊retinal 冤 通过共价键结合而形成遥 PR 广泛存在 于海洋和淡水水域的微生物中 是一种质子泵型的视紫红质 可在光的驱动下将质子从细胞质 泵到胞质间隙 从而在细胞内外产生质子梯度 形成的化学势能被用于合成ATP尧 物质的跨膜 运输以及驱动鞭毛运动等方面遥 据估算含PR 的细菌在海洋水域中约占总细菌的13% 而每个含 4 PR 的细胞中的PR 分子 约为2.5 10 个遥 对PR 功能的研究表明PR 具有增强其宿主菌抵抗外 界不良环境的能力曰 而对于PR 三维结构的研究对PR 的作用机理及其功能的研究将有更进一步 的推动作用遥 关键词： 形菌视紫红质曰 质子泵曰 光循环曰 生理功能 中图分类号：Q513+.4 0 引 言 基因组学研究结果显示，膜蛋白大约占整个基因组编码蛋白的30%[1]，膜蛋白与生物的 各种重要生命活动，如呼吸作用、光合作用、信号转导、物质运输、蛋白质与酶的修饰及 免疫反应 均密切相关。要深入地理解各种膜蛋白的生理生化功能，就必须要正确的解析 出他们的分子结构，而获得具有高分辨率的膜蛋白结晶体的获得是进行结构解析的基础。 近年来的研究发现海洋细菌中也存在一种与细菌视紫红质 渊Bacteriorhodopsin ，BR 冤 同源的 [2] 具有光驱质子泵功能的视紫红质，即变形菌视紫红质 渊Proteorhodopsin，PR 冤 。PR 具有可 以把光能直接转化为化学能的功能，但其机理现在还未知，故需要从其结构出发来寻找质 子转运的途径。 变型菌视紫红质广泛存在于各种水域里，具有光驱动质子泵功能，每个PR 分子都含有