Inzoomen op fotosynthesecomplexen werpt licht op biomembranen.
Svetlana Bhatyrova en Raoul Frese van de Universiteit Twente en de Vrije Universiteit van Amsterdam zijn, -samen met onderzoekers uit -Sheffield (Engeland), er in geslaagd om membraaneiwitten in een biologisch membraan te visualiseren. Met een Atomic Force Microscoop (AFM) kon worden ingezoomd op de fotosynthesecomplexen van de paarse zwavel-bacterie. De resultaten zijn gepubliceerd in -Nature van 26 augustus.
De kristalstructuren van het foto-synthesecomplex zijn reeds opgehelderd, maar niet hoe ze onderling met -elkaar in verband staan. De kleine naald van een AFM tast het membraan af op zoek naar de verschillende onderdelen van het fotosynthese-complex. Twee verschillende onderdelen zijn duidelijk zichtbaar gemaakt, het --RC-LH1-PufX-complex en het LH2-complex. LH staat voor Light Harvesting. Het zijn eiwitten die via chlorofyl fotonen kunnen invangen. LH2 geeft de foton-energie door aan LH1, die het op zijn beurt doorgeeft aan het Reaction Center (RC). Het RC reduceert quinonen die het cytochroom vervolgens oxideert. Bij deze cyclus ontstaat een proton-gradiënt dat de ATPase aandrijft.
Niet vloeibaar?
Het onderzoek heeft drie dingen aan het licht gebracht. Ten eerste is -duidelijk dat de verschillende onderdelen van het fotosynthesecomplex in verschillende domeinen op het membraan geordend zijn. De RC-LH1-PufX-complexen zitten paarsgewijs in rijen achter elkaar terwijl de LH2--complexen daar in groepen van tien à twintig omheen zitten. De LH2--clusters kunnen op deze manier reageren op de ingevallen fotonen en makkelijk hun energie doorgeven aan de -RC-LH1-PufX-complexen.
Ten tweede lijkt het erop dat de -membranen waar deze complexen in zitten minder fluïde zijn dan tot nu toe altijd werd aangenomen. De -onderzoekers zetten vraagtekens bij het -traditionele fluid mosaic model. Hierin wordt het membraan voor-gesteld als een twee-dimensionale vloeistof waar de -verschillende membraaneiwitten in ronddrijven. De nieuwe -gegevens suggereren dat de verschillende complexen regelmatig gepakt in het -membraan zitten, met slechts hier en daar nog een lipide -ertussen.
Tenslotte is het visualiseren van de membranen met AFM uniek. Voorheen lukte het niet om dit soort ‘zachte’ materialen goed in beeld te krijgen. Svetlana Bhatyrova zegt hierover dat hun succes voornamelijk ligt aan de isolatieprocedure en het uitkiezen van het juiste biologische monster. “De hoeveelheden eiwit zijn voor en na de -isolatieprocedure gecontroleerd. -Hopelijk wordt de macroscopische organi-satie niet al te veel aan-getast door onze relatief milde isolatie-procedure.” (VW)
Nog geen opmerkingen