Proteorhodopsin
প্রোটিয়োরহোডোপসিন (পি. আরহোডোপসিন নামেও পরিচিত) হল ট্রান্সমেম্ব্রেন প্রোটিনের একটি পরিবার যা আলোর মধ্যস্থ কার্যকারিতার জন্য রেটিনাকে ক্রোমোফোর হিসাবে ব্যবহার করে, এই ক্ষেত্রে, একটি প্রোটন পাম্প। সামুদ্রিক প্লাঙ্কটনিক ব্যাকটেরিয়া, আর্কিয়া এবং ইউক্যারিওটস (প্রোটাই)-এ পি. রোডোপসিন পাওয়া যায়, তবে এটি প্রথম ব্যাকটেরিয়ায় আবিষ্কৃত হয়েছিল। এর নামটি প্রোটিওব্যাকটেরিয়া (বর্তমানে সিউডোমোনাডোটা নামে পরিচিত) থেকে উদ্ভূত হয়েছে যা প্রাচীন গ্রীক Πρωτεύς (প্রোটিউস) এর নামে নামকরণ করা হয়েছিল, হোমার দ্বারা "সমুদ্রের বৃদ্ধ মানুষ" হিসাবে উল্লিখিত প্রথম দিকের সমুদ্র দেবতা, গোলাপী রঙের কারণে "গোলাপ" এর জন্য χοδος (rhódon) এবং "দৃষ্টি" এর জন্য τσιις (অপসিস)। পরিবারের কিছু সদস্য, হোমোলোগাস রোডপসিনের মতো রঞ্জক, অর্থাৎ। ব্যাকটেরিয়োরহোডোপসিনের (যার মধ্যে 800 টিরও বেশি প্রকার রয়েছে) অপসিনের মতো সংবেদনশীল ফাংশন রয়েছে, যা ভিজ্যুয়াল ফটোট্রান্সডাকশনের জন্য অবিচ্ছেদ্য। এই সংবেদনশীল ক্রিয়াকলাপগুলির মধ্যে অনেকগুলি অজানা-উদাহরণস্বরূপ, মানুষের রেটিনায় নিউরোপসিনের কার্যকারিতা। সদস্যদের সবুজ এবং নীল দৃশ্যমান আলো সহ বিভিন্ন শোষণ বর্ণালী রয়েছে বলে জানা যায়। প্রোটিওর্হোডোপসিন (পিআর বা পিআরহোডোপসিন) প্রথম 2000 সালে একটি ব্যাকটেরিয়াল কৃত্রিম ক্রোমোজোমের মধ্যে পূর্বে চাষ না করা সামুদ্রিক গামাপ্রোটোব্যাকটেরিয়া থেকে আবিষ্কৃত হয়েছিল, যা এখনও শুধুমাত্র তাদের রাইবোটাইপ মেটাজেনমিক ডেটা, এসএআর86 দ্বারা উল্লেখ করা হয়। গামাপ্রোটোব্যাকটেরিয়ার আরও প্রজাতি, গ্রাম-পজিটিভ এবং গ্রাম-নেগেটিভ উভয়ই প্রোটিন প্রকাশ করতে পাওয়া গেছে। পূর্ব প্রশান্ত মহাসাগর, মধ্য উত্তর প্রশান্ত মহাসাগর এবং দক্ষিণ মহাসাগর, অ্যান্টার্কটিকা থেকে ব্যাকটেরিয়া প্রকাশকারী প্রোটিওর্হোডোপসিনের বিতরণ নমুনা পাওয়া গেছে। পরবর্তীকালে, ভূমধ্যসাগর, লোহিত সাগর, সরগাসো সাগর এবং জাপান সাগর এবং উত্তর সাগরের নমুনায় প্রোটিওর্হোডোপসিনের বৈকল্পিক জিন চিহ্নিত করা হয়েছে। প্রোটিয়োরহোডোপসিনের রূপগুলি এলোমেলোভাবে ছড়িয়ে পড়ে না, তবে নির্দিষ্ট হোলোপ্রোটিন অনুক্রমের সর্বাধিক শোষণ-সুরের উপর ভিত্তি করে গভীরতার গ্রেডিয়েন্ট বরাবর ছড়িয়ে পড়ে; এটি মূলত জল দ্বারা বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় শোষণের কারণে হয় যা গভীরতার তুলনায় তরঙ্গদৈর্ঘ্যের গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে। অক্সিরিস মেরিনা সবুজ-শোষণকারী প্রোটোরহোডোপসিন (এল109 গ্রুপের একটি ফলাফল) সহ একটি ডাইনোফ্ল্যাজেলেট প্রোটিস্ট যা বেশিরভাগ অগভীর জোয়ারের পুল এবং উপকূলে বিদ্যমান, যেখানে সবুজ আলো এখনও পাওয়া যায়। আরেকটি ডাইনোল্যাজেলেট, কার্লোডিনিয়াম মাইক্রাম, একটি নীল সুরযুক্ত প্রোটোরহোডোপসিন (ই109) প্রকাশ করে যা এর গভীর জলের উল্লম্ব স্থানান্তরের সাথে সম্পর্কিত হতে পারে। ও. মেরিনাকে মূলত একটি হেটেরোট্রফ বলে মনে করা হত, তবে প্রোটিওরহোডোপসিন কার্যকরীভাবে উল্লেখযোগ্য পদ্ধতিতে অংশ নিতে পারে, কারণ এটি সবচেয়ে প্রচুর পরিমাণে প্রকাশিত পারমাণবিক জিন ছিল এবং উপরন্তু, জীবের মধ্যে অসমভাবে ছড়িয়ে পড়ে, যা কিছু অর্গানেল ঝিল্লির কার্যকারিতার পরামর্শ দেয়। পূর্বে একমাত্র পরিচিত ইউক্যারিওটিক সৌর শক্তি ট্রান্সডিউসিং প্রোটিন ছিল ফটোসিস্টেম I এবং ফটোসিস্টেম II। এটি অনুমান করা হয়েছে যে পার্শ্বীয় জিন স্থানান্তর হল এমন একটি পদ্ধতি যার মাধ্যমে প্রোটিয়োরহোডোপসিন অসংখ্য ফাইলে প্রবেশ করেছে। ব্যাকটেরিয়া, আর্কিয়া এবং ইউকারিয়া সকলেই আলোকিত অঞ্চলে বসতি স্থাপন করে যেখানে তারা আলোতে আসে; প্রোটিয়োরহোডোপসিন এই অঞ্চলের মধ্য দিয়ে ছড়িয়ে পড়তে সক্ষম হয়েছে, তবে জলের কলামের অন্যান্য অংশে নয়। শ্রেণীবিন্যাস প্রোটিওর্হোডোপসিন অনুরূপ রেটিনিলিডিন প্রোটিনের একটি পরিবারের অন্তর্গত, যা তার আর্কিয়াল হোমোলোগেস হ্যালোরহোডোপসিন এবং ব্যাকটেরিয়োরহোডোপসিনের অনুরূপ। 1876 সালে ফ্রাঞ্জ ক্রিশ্চিয়ান বোল সেন্সরি রোডপসিন আবিষ্কার করেন। ব্যাকটেরিয়োরহোডোপসিন 1971 সালে আবিষ্কৃত হয় এবং 1973 সালে এর নামকরণ করা হয় এবং বর্তমানে এটি শুধুমাত্র আর্কিয়ায় বিদ্যমান বলে জানা যায়, ব্যাকটেরিয়ায় নয়। হ্যালোহোডোপসিন প্রথম আবিষ্কৃত হয় এবং 1977 সালে এর নামকরণ করা হয়। ব্যাকটেরিয়োরহোডোপসিন এবং হ্যালোরহোডোপসিন উভয়ই শুধুমাত্র আর্কিয়ায় বিদ্যমান যেখানে প্রোটিয়োরহোডোপসিন ব্যাকটেরিয়া, আর্কিয়া এবং ইউক্যারিওটগুলিতে বিস্তৃত। প্রোটিয়োরহোডোপসিন সপ্তম হেলিক্স (হেলিক্স জি)-এ একটি লাইসিন অবশিষ্টাংশের সাথে একটি শিফ বেস প্রক্রিয়া দ্বারা সমযোজীভাবে সংযুক্ত সাতটি ট্রান্সমেম্ব্রেন α-হেলিস রেটিনাল ভাগ করে। প্রোটোরহোডোপসিনের মতো ব্যাকটেরিয়রহোডোপসিন একটি হালকা চালিত প্রোটন পাম্প। সেন্সরি রোডপসিন হল দৃষ্টির সঙ্গে জড়িত একটি জি-কাপল্ড প্রোটিন। সক্রিয় সাইট এর সুপরিচিত আর্কিয়াল হোমোলগ ব্যাকটেরিয়ারহোডোপসিনের তুলনায়, ব্যাকটেরিয়ারহোডোপসিন পদ্ধতির জন্য পরিচিত গুরুত্বের বেশিরভাগ সক্রিয় সাইট অবশিষ্টাংশ প্রোটোরহোডোপসিনে সংরক্ষিত থাকে। তবে হ্যালো-বা ব্যাকটেরিও-রোডপসিন থেকে ক্রমের সাদৃশ্য উল্লেখযোগ্যভাবে সংরক্ষিত হয় না। ব্যাকটেরিয়োরহোডোপসিনের সক্রিয় সাইট অবশিষ্টাংশ আর্গ82, অ্যাস্প85 (প্রাথমিক প্রোটন গ্রহণকারী), অ্যাস্প212 এবং লাইস216 (রেটিনাল শিফ বেস বাইন্ডিং সাইট)-এর হোমোলোগগুলি প্রোটোরহোডোপসিনে আর্গ94, অ্যাস্প97, অ্যাস্প227 এবং লাইস231 হিসাবে সংরক্ষিত থাকে। যাইহোক, প্রোটোরহোডোপসিনে, কোনও কার্বক্সিলিক অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশ নেই যা সরাসরি ব্যাকটেরিয়ারহোডোপসিনের গ্লু194 বা গ্লু204-এর সমতুল্য (বা ব্যাকরোডোপসিনের বৈকল্পিকের উপর নির্ভর করে গ্লু 108 এবং 204), যা বহির্মুখী পৃষ্ঠে প্রোটন মুক্তির পথে জড়িত বলে মনে করা হয়। যাইহোক, অ্যাস্প97 এবং আর্গ94 ব্যাকটেরিয়োরহোডোপসিনের মতো ঘনিষ্ঠ অবশিষ্টাংশের সান্নিধ্য ছাড়াই এই কার্যকারিতাকে প্রতিস্থাপন করতে পারে। সিরাকিউজ বিশ্ববিদ্যালয়ের রসায়ন বিভাগ নির্ণায়কভাবে দেখিয়েছে যে, অ্যাস্প97 প্রোটন নিঃসরণকারী গোষ্ঠী হতে পারে না কারণ নিঃসরণটি এমন পরিস্থিতিতে ঘটেছিল যেখানে অ্যাস্পার্টিক অ্যাসিড গ্রুপটি প্রোটোনেটেড ছিল। লিগ্যান্ড রোডোপসিন হ্যালোপ্রোটিন পরিবার লিগ্যান্ড রেটিনাল ভাগ করে নেয়, যা ভিটামিন এ-এর অনেক প্রকারের মধ্যে একটি। রেটিনাল একটি সংযুক্ত পলি-আনস্যাচুরেটেড ক্রোমোফোর (পলিন), যা মাংসাশী খাদ্য থেকে বা ক্যারোটিন পথ (β-ক্যারোটিন 15,15 '-মনোক্সিজেনেস) দ্বারা প্রাপ্ত হয়। প্রোটিয়োরহোডোপসিন ফাংশন ব্যাকটেরিয়োরহোডোপসিনের মতো একটি প্রক্রিয়া দ্বারা একটি হালকা চালিত এইচ + পাম্প হিসাবে পৃথিবীর মহাসাগর জুড়ে কাজ করে। ব্যাকটেরিয়োরহোডোপসিনের মতো, প্রোটিয়োরহোডোপসিনের রেটিনাল ক্রোমোফোর লাইস্231-এ একটি প্রোটোনেটেড শিফ ক্ষারের মাধ্যমে অ্যাপোপ্রোটিন-এর সাথে সমযোজীভাবে আবদ্ধ থাকে। আনফোটোলাইজড প্রোটোরহোডোপসিনে রেটিনাল ক্রোমোফোরের বিন্যাস মূলত অল-ট্রান্স, এবং আলোর সাথে আলোকিত হওয়ার পরে 13-সিস-এ আইসোমারাইজ হয়। এফ. টি. আই. আর এবং ইউ. ভি-দৃশ্যমান বর্ণালীবীক্ষণ যন্ত্রের উপর ভিত্তি করে সম্পূর্ণ প্রোটিয়োরহোডোপসিন আলোকচক্রের বেশ কয়েকটি মডেল প্রস্তাব করা হয়েছে; এগুলি ব্যাকটেরিয়োরহোডোপসিনের জন্য প্রতিষ্ঠিত আলোকচক্র মডেলের অনুরূপ। ই. কোলাই-তে সম্পূর্ণ প্রোটিয়োরহোডোপসিন ভিত্তিক ফটোসিস্টেমগুলি আবিষ্কৃত এবং প্রকাশ করা হয়েছে, যা রেটিনাল বা পূর্বসূরীদের বাহ্যিক প্রয়োজন ছাড়াই এটিপি উৎপাদনের জন্য অতিরিক্ত হালকা মধ্যস্থ শক্তি গ্রেডিয়েন্ট ক্ষমতা দেয়; পিআর-এর সাথে, ফটোপিগমেন্ট বায়োসিন্থেটিক পথের জন্য জিন পাঁচটি অন্যান্য প্রোটিন কোড। জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং যদি প্রোটিওরহোডোপসিনের জন্য জিনটি ই. কোলাইতে ঢোকানো হয় এবং এই পরিবর্তিত ব্যাকটেরিয়াকে রেটিনাল দেওয়া হয়, তবে তারা তাদের কোষের ঝিল্লিতে রঞ্জককে অন্তর্ভুক্ত করবে এবং আলোর উপস্থিতিতে এইচ + পাম্প করবে। একটি গভীর বেগুনি আলো শোষণের কারণে স্পষ্টভাবে রূপান্তরিত উপনিবেশগুলির প্রতিনিধিত্ব করে। প্রোটন গ্রেডিয়েন্টগুলি অন্যান্য ঝিল্লি প্রোটিন কাঠামোকে শক্তিশালী করতে ব্যবহার করা যেতে পারে বা একটি ভেসিকল ধরনের অর্গানেলকে অ্যাসিডিফাই করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি আরও প্রদর্শিত হয়েছিল যে প্রোটোরহোডোপসিন দ্বারা উত্পন্ন প্রোটন গ্রেডিয়েন্টটি এটিপি তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। গ্যালারি রেফারেন্স ব্যাকটেরিয়াল প্রোটিন ইন্টিগ্রাল মেমব্রেন প্রোটিন সালোকসংশ্লেষণ