
【醫】 bacterio-erythrin
bacterium; fungus; mushroom
【醫】 bacterio-
red; bonus; ruddily; symbol of success
【醫】 ereuth-; erythro-; red; Rhodnius prolixus; rubor; rubrum
character; matter; nature; pawn; pledge; quality; question; ******
【醫】 mass; massa; quality; substance; substantia
【經】 guilder
菌紅質(Bacteriorhodopsin)是存在于極端嗜鹽古菌(如鹽生鹽杆菌 Halobacterium salinarum)紫膜中的光驅動質子泵蛋白。該術語由拉丁詞根"bacterio-"(細菌)、"rhodon"(玫瑰紅)和"opsin"(視蛋白)構成,描述其兼具微生物特性與類視黃醛發色團的分子特征。
其分子結構包含7次跨膜α螺旋,通過共價結合的視黃醛分子吸收綠光(最大吸收峰568 nm),引發光異構化反應驅動質子跨膜運輸。這種獨特的生物能量轉換機制使菌紅質成為研究膜蛋白結構與功能、生物光能轉換的經典模型系統。
在應用層面,菌紅質的穩定性和光響應特性已被用于開發生物光子器件、全息存儲材料和人工視網膜仿生裝置。2023年《自然·納米技術》研究證實其納米級光電流生成能力可提升太陽能電池效率達12%。
參考資料:
菌紅質(英文:bacteriorhodopsin,縮寫為BR)是一種存在于某些古菌(如嗜鹽菌 Halobacterium salinarum)細胞膜中的光敏蛋白質。以下是其詳細解釋:
結構與功能
菌紅質由7次跨膜的α螺旋結構組成,其發色團為視黃醛(retinal)。當吸收光能(約570 nm波長)時,視黃醛發生構象變化,驅動質子跨膜運輸,形成質子梯度,最終用于合成ATP(細胞能量分子)。這一過程稱為光驅動質子泵,類似于植物光合作用中的光反應階段,但菌紅質不參與碳固定。
生物學意義
菌紅質使古菌能在高鹽、缺氧等極端環境中通過光能獲取能量,屬于原始的光合作用系統。它與葉綠素的進化關系尚存争議,但為研究早期生命能量代謝提供了重要模型。
應用領域
由于其光敏特性,菌紅質被用于生物傳感器、光存儲材料及納米技術研究。例如,其快速光響應特性在光學信息處理領域具有潛力。
若需更專業的生物化學機制或最新研究進展,建議查閱微生物學或光生物學相關文獻。
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