Un grupo distinto y abundante de rodopsinas microbianas descubierto utilizando metagenómica funcional

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Microbiología
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• Las rodopsinas son proteínas de membrana integrales cruciales para la captura de luz en muchos organismos.
• Dos familias conocidas, las rodopsinas tipo 1 (microbianas) y tipo 2 (animales), comparten similitudes estructurales a pesar de la baja homología de secuencia.
• Estas proteínas se unen a los cromóforos de la retina, generalmente formando un enlace de base de Schiff protonado.

Objetivo del estudio:

• Identificar y caracterizar las nuevas familias de rodopsinas.
• Investigar la estructura, función y distribución de las rodopsinas recién descubiertas.

Principales métodos:

• La metagenómica funcional fue empleada para descubrir nuevas familias de rodopsinas.
• El análisis espectroscópico se utilizó para estudiar los fotociclos de heliorhodopsina.
• Se utilizaron enfoques bioinformáticos para evaluar su distribución global.

Principales resultados:

• Se identificó una nueva y diversa familia de rodopsinas, denominadas heliorhodopsinas.
• Las heliorhodopsinas exhiben una orientación única de la membrana con N terminales hacia el citoplasma.
• Poseen fotociclos lentos (> 1 segundo) con isomerización retiniana y transferencia de protones, pero sin liberación de protones.
• Las heliorhodopsinas son globalmente abundantes en las arqueas, bacterias, eucariotas y sus virus.

Conclusiones:

• Las heliorhodopsinas representan una familia de proteínas sensibles a la luz ampliamente extendida y hasta ahora desconocida.
• Sus características únicas sugieren nuevos roles en la detección de luz microbiana y la transducción de energía.
• El descubrimiento amplía nuestra comprensión de la diversidad de rodopsina y la evolución en el mundo microbiano.