在显微镜下蛋白质展示错综复杂的细节

人们总是着迷于生活。我们都梦想揭示其奥秘,甚至搜索其他行星试图找到一些形式的生命。世界各地的哲学试图定义和理解生命科学之前存在。但有些答案可能会发现在我们的眼皮底下——或者更确切地说,在显微镜下对吧。

这是因为整个世界存在于生物分子水平。没有它,我们知道并理解它的生命就不会存在。

蛋白质是关键球员在这个生物分子的世界。他们做他们的工作相互绑定或其他分子实现基因预设的目标。例如,一个蛋白质复合体被称为血红蛋白我们身体的每个细胞提供氧气进行呼吸。几乎每一个行动涉及一个互动蛋白质复合物。

我们的目的工作是发现一个非常基本的生活在生物分子级别的细节。第一次,我们可以在详细描述如何两种蛋白质,广泛存在于自然界中,相互影响,以及他们如何表现自己的分子的世界。

它实际上是不容易看生活在分子水平上,和看到个别蛋白质在起作用。我们设法使用一种称为单分子光谱的技术,它允许科学家调查单个分子的性质。

单一的蛋白质在工作

在分光镜,我们探索了一个独特的生化系统保护光合作用生物分子机器,整个有机体——从致命的太阳的水平,例如在一个万里无云的一天中午。

光合作用是一个复杂的、有潜在危险的过程:光合作用生物可以死当接触到太多的光。这听起来可能很奇怪,因为这些生物需要生存。但这是一个很好的例子太多的好事如何变成不良贷款。这就是为什么光合生物光保护机制,保护他们免受太多的光。

这些机制使用各种蛋白质调节流经光合机构的能量。

在这些系统中,它是一些蛋白质之间的相互作用决定有机体将在充足的阳光下生存。虽然这些系统做同样的工作,把过多的能量从光合仪,他们工作在一个安全的方式不同在不同的生物体。

我们的最新工作让我们看看这些光保护机制之一是如何运行的。我们研究的详细程度令人难以置信,一次一个,蛋白质“天线”,负责收集的光。这样做导致了一个重要的发现。

我们已经知道,蓝藻的主要光保护机制涉及到一种叫做橙类胡萝卜素蛋白的蛋白质的绑定到光合聚光“天线”。这项工作还透露,绑定是一个复杂���过程,涉及到一个中间步骤。

一个简单的模型

一个简单的实验可以帮助解释这个过程和关键的中间步骤。

想象一个楼梯由一些积木用小容器放置低于最低的楼梯。把整个系统从雨中,观察水收集在楼梯上,然后下降,直到最后落入容器。

在我们的实验中,雨代表着阳光和楼梯概念上像一个光合天线工作。收集到的水是在楼梯上以同样的方式太阳能光合天线。天线的能量仍然直到达到所谓的反应中心,那里的光能转换为更稳定的能量形式。

因为楼梯砖做成的,它不是防水的。泄漏:水在不同的地方滴在地板上而不是达到容器。同样,光合天线泄漏能量的一小部分。

通过观察这些“泄漏”使用光谱,我们已经了解了光合过程的错综复杂的细节。

在暴雨中,太多的水会下降你的楼梯和溢出容器。相当于情况——强烈的光线的照射下,可能是致命的光合生物;他们必须努力工作来避免这种情况。这就是光保护机制。

我们研究工作的机制,如果他们收集水从楼梯和安全地删除它才能进入容器。蓝藻光合仪,橙类胡萝卜素蛋白充当“收藏家”。我们的工作显示了这种蛋白质是如何插入到光合仪摆脱有害,过量吸收光能。

对于这个插入发生,蓝藻的天线系统的一部分为短时间内分离。这允许橙类胡萝卜素蛋白“码头”:它结合紧密的天线可以有效清除危险的过剩能源。这一步是完全未知的,只能使用单分子光谱学访问。

新知识

这个新知识有助于我们理解和欣赏生活是多么复杂的甚至在最基本的生物分子水平。等先进的实验方法单分子光谱把这个神秘世界的生物分子接近美国和显示是多么重要的功能生物在地球上。