
【医】 bacterio-erythrin
bacterium; fungus; mushroom
【医】 bacterio-
red; bonus; ruddily; symbol of success
【医】 ereuth-; erythro-; red; Rhodnius prolixus; rubor; rubrum
character; matter; nature; pawn; pledge; quality; question; ******
【医】 mass; massa; quality; substance; substantia
【经】 guilder
菌红质(Bacteriorhodopsin)是存在于极端嗜盐古菌(如盐生盐杆菌 Halobacterium salinarum)紫膜中的光驱动质子泵蛋白。该术语由拉丁词根"bacterio-"(细菌)、"rhodon"(玫瑰红)和"opsin"(视蛋白)构成,描述其兼具微生物特性与类视黄醛发色团的分子特征。
其分子结构包含7次跨膜α螺旋,通过共价结合的视黄醛分子吸收绿光(最大吸收峰568 nm),引发光异构化反应驱动质子跨膜运输。这种独特的生物能量转换机制使菌红质成为研究膜蛋白结构与功能、生物光能转换的经典模型系统。
在应用层面,菌红质的稳定性和光响应特性已被用于开发生物光子器件、全息存储材料和人工视网膜仿生装置。2023年《自然·纳米技术》研究证实其纳米级光电流生成能力可提升太阳能电池效率达12%。
参考资料:
菌红质(英文:bacteriorhodopsin,缩写为BR)是一种存在于某些古菌(如嗜盐菌 Halobacterium salinarum)细胞膜中的光敏蛋白质。以下是其详细解释:
结构与功能
菌红质由7次跨膜的α螺旋结构组成,其发色团为视黄醛(retinal)。当吸收光能(约570 nm波长)时,视黄醛发生构象变化,驱动质子跨膜运输,形成质子梯度,最终用于合成ATP(细胞能量分子)。这一过程称为光驱动质子泵,类似于植物光合作用中的光反应阶段,但菌红质不参与碳固定。
生物学意义
菌红质使古菌能在高盐、缺氧等极端环境中通过光能获取能量,属于原始的光合作用系统。它与叶绿素的进化关系尚存争议,但为研究早期生命能量代谢提供了重要模型。
应用领域
由于其光敏特性,菌红质被用于生物传感器、光存储材料及纳米技术研究。例如,其快速光响应特性在光学信息处理领域具有潜力。
若需更专业的生物化学机制或最新研究进展,建议查阅微生物学或光生物学相关文献。
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