El bombeo de protones basado en la retina en el infrarrojo cercano

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• La biofísica

Sus antecedentes:

• La proteorhodopsina (PR) y la Gloeobacter rhodopsin (GR) son bombas de protones activadas por luz visible.
• El desplazamiento de sus espectros de absorción más allá de 700 nm es crucial para la optogenética y las tecnologías de sensores.

Objetivo del estudio:

• Investigar las propiedades espectrales y la actividad de la bomba de las rodopsinas utilizando análogos y mutaciones de retina con desplazamiento al rojo.
• Lograr desplazamientos al rojo significativos en los espectros de absorción de rodopsina para nuevas aplicaciones.

Principales métodos:

• Se han sintetizado y probado nuevos análogos retinianos, incluido el 3-metilamino-16-nor-1,2,3,4-didehidroretinal (MMAR).
• MMAR combinado con variantes de rodopsina, incluido el doble mutante PR-D212N, F234S.
• Las propiedades espectrales medidas y la actividad de la bomba de protones bajo luz visible e infrarroja cercana.

Principales resultados:

• MMAR indujo desplazamientos al rojo significativos en todas las variantes de rodopsina probadas, extendiendo la absorción a 850-950 nm.
• La combinación MMAR / PR-D212N, F234S logró un desplazamiento al rojo sin precedentes de 200 nm en el máximo de absorción.
• Las holoproteínas que contienen MMAR demostraron una actividad sostenida de la bomba de protones bajo iluminación de infrarrojo cercano (730 nm).

Conclusiones:

• MMAR es un potente análogo de desplazamiento al rojo para las proteínas de la retina.
• Este estudio reporta el mayor desplazamiento al rojo jamás logrado en una proteína de la retina.
• Las rodopsinas basadas en MMAR son las primeras en exhibir una actividad significativa de la bomba de protones bajo luz infrarroja cercana, abriendo nuevas vías en biología sintética y biofísica.