Sintillonlar - Scintillons

Güney Kaliforniya'da parlayan mavi sörf
Parlayan dinoflagellat çiçeği

Deniz Dinoflagellatlar gece mavi ışık yayabilir biyolüminesans "denizlerin fosforesansı" olarak da adlandırılan bir süreç. Bu tek hücreli organizmalardaki ışık üretimi, sitoplazmadaki küçük yapılar tarafından üretilir. Sintilonlar. Biyolüminesan organizmalar arasında yalnızca dinoflagellatlarda sintillonlar bulunur.

Dinoflagellatlarda, ışık üreten biyokimyasal reaksiyon, bir lusiferaz - adı verilen doğrusal bir tetrapirolün katalize oksidasyonu lusiferin.[1] Dinoflagellat Lingulodinium polyedra (önceden Gonyaulax polyedra) ayrıca lusiferin bağlayıcı protein (LBP) adı verilen ikinci bir protein içerir[2] lusiferini parlak olmayan oksidasyondan korumak için önerilmiştir. Lusiferin, pH'ta bir düşüşle LBP'den salınır ve aynı azalmış pH da lusiferazı aktive eder.[3] Dinoflagellatlarda ışık üretimi, sintillon adı verilen biyolüminesans organellerde meydana gelir ve çevredeki deniz suyunun çalkalanmasıyla uyarılabilir.

Scintillon adı ilk olarak tanımlamak için kullanıldı. sitoplazmik pH'daki bir düşüşe yanıt olarak bir ışık parlaması üretebilen biyolüminesan dinoflagellat türlerinden izole edilmiş parçacıklar.[4] Sintillonlar ilk olarak L. polyedra floresan mikroskobu ile,[5] hücre yüzeyine yakın küçük mavi noktalar olarak göründükleri yer. Bu mavi floresan, lusiferin adı verilen doğal olarak floresan bir molekül olan biyolüminesans reaksiyon substratının varlığından kaynaklanmaktadır.[6] Mikroskop altında hücrelere seyreltik asit ilavesiyle ışık üretimi uyarıldığında, ışık üretim yeri sintillonların konumuna karşılık gelir. Ayrıca, ışık üreten reaksiyondan sonra doğal lusiferin floresansı azaltılır.[5] 

Altında gözlenen hücreler elektron mikroskobu Hücrelerin hızlı dondurulmasını ve ardından suyun bir polimerle ikamesini içeren bir teknikten sonra (Hızlı Dondurma Sabitleme / Dondurarak İkame) hücre çevresi çevresinde çok sayıda elektron yoğun cisimciği içerir.[7] Bu yapılar, ışık yaymalarıyla sintillon oldukları doğrulanan floresan cisimciklere boyut ve konum bakımından karşılık gelir ve anti-lusiferazın kolokalizasyonunu ve anti-LBP etiketlemesini gösterirler, yani yapılarda her iki biyolüminesans proteini bulunur.[8] Sintillonlar, vakuolar boşlukta asılı sitoplazmik damlalar olarak görünürler, çünkü neredeyse tamamen vakuolar zarla çevrelenmişlerdir. Bu yapı, vakuolar membrandaki voltaj kapılı bir proton kanalının, vakuolar membran boyunca bir aksiyon potansiyelinin yayılmasına izin verebileceği önerisine yol açtı.[7] Bu da, protonların hücrelerdeki tüm sintillonların etrafındaki sitoplazmaya girmesine ve hemen hemen aynı anda yoğun ama kısa bir ışık parlaması üretmesine izin verecektir. Voltaj kapılı proton kanalları daha sonra bir dinoflagellatta tanımlandı ve tahmin edilen varlığını doğruladı.[9]

Sintillonlar büyük ölçüde saflaştırılmıştır. L. polyedra tarafından santrifüj ve bu saflaştırılmış sintillon preparatları, saptanabilir tek protein bileşenleri olarak lusiferaz ve lusiferin bağlayıcı protein içerir.[10] Lusiferaz miktarı,[11] LBP[12] ve lusiferin[13] Hücredeki sintillonların sayısında olduğu gibi tümü günlük (sirkadiyen) bir süre boyunca değişir.[14] Bu gözlemler, biyolüminesansın sirkadiyen kontrolünün lusiferaz ve LBP'nin günlük sentezini ve bozunmasını içerdiğini göstermektedir. Sentezlendiğinde, bu iki protein bir araya toplanır ve LBP'nin lusiferine bağlandığı ve sintillonların stimülasyon üzerine ışık üretme yeteneği kazandığı vakuol membranına göç eder.

Sintillonlar farklı türlerde aynı değildir. Bu cinse ait dinoflagellatlardan izole edilen sintillonlar Pyrocystis gibi P. lunula (Önceden Dissodinium lunula) veya P. noctiluca daha az yoğun L. polyedra ve LBP içermez.[15] Sintillonların yapısı veya bileşimi hakkında çok az şey bilinmektedir. L. polyedra.

Referanslar

  1. ^ Nakamura, H .; Kishi, Y .; Shimomura, O .; Morse, D .; Hastings, J.W. (1990-01-09). "ChemInform Özet: Dinoflagellat Lusiferinin Yapısı ve Enzimatik ve Enzimatik Olmayan Hava-Oksidasyon Ürünleri". ChemInform. 21 (2): hayır. doi:10.1002 / chin.199002330. ISSN  1522-2667.
  2. ^ Fogel, M .; Hastings, J.W. (Ocak 1971). "Gonyaulax biyolüminesans reaksiyonunda bir substrat bağlayıcı protein". Biyokimya ve Biyofizik Arşivleri. 142 (1): 310–321. doi:10.1016 / 0003-9861 (71) 90289-x. ISSN  0003-9861. PMID  5545485.
  3. ^ Morse, D .; Pappenheimer, A. M .; Hastings, J.W. (1989-07-15). "Gonyaulax polyedra'nın sirkadiyen biyolüminesan reaksiyonunda lusiferin bağlayıcı bir proteinin rolü". Biyolojik Kimya Dergisi. 264 (20): 11822–11826. ISSN  0021-9258. PMID  2745419.
  4. ^ DeSa, R .; Hastings, J.W. (Ocak 1968). "Sintillonların karakterizasyonu. Deniz dinoflagellatından biyolüminesan parçacıklar, Gonyaulax polyedra". Genel Fizyoloji Dergisi. 51 (1): 105–122. doi:10.1085 / jgp.51.1.105. ISSN  0022-1295. PMC  2201157. PMID  5642469.
  5. ^ a b Johnson, C. H .; Inoué, S .; Flint, A .; Hastings, J.W. (Mayıs 1985). "Alg biyolüminesansının bölümlere ayrılması: görüntü yoğunlaştırılmış video mikroskobu ve akış sitometrisi ile çalışılan dinoflagellat Gonyaulax'taki biyolüminesan parçacıkların otofloresansı". Hücre Biyolojisi Dergisi. 100 (5): 1435–1446. doi:10.1083 / jcb.100.5.1435. ISSN  0021-9525. PMC  2113859. PMID  4039325.
  6. ^ Dunlap, J. C .; Hastings, J.W. (1981-02-17). "Dinoflagellat biyolüminesans biyokimyası: Pyrocystis lunula'dan dinoflagellat lusiferinin saflaştırılması ve karakterizasyonu". Biyokimya. 20 (4): 983–989. doi:10.1021 / bi00507a052. ISSN  0006-2960. PMID  7194111.
  7. ^ a b Nicolas, M. T .; Johnson, C. H .; Bassot, J. M .; Hastings, J.W. (Eylül 1985). "Biyolüminesan dinoflagellat Gonyaulax polyedrada organellerin anti-lusiferaz antikoru ile immünogold etiketlenmesi". Hücre Biyolojisi Uluslararası Raporları. 9 (9): 797–802. doi:10.1016/0309-1651(85)90098-0. ISSN  0309-1651. PMID  3899376.
  8. ^ Nicolas, Marie-Thérèse; Morse, D .; Bassot, Jean-Marie; Hastings, J. Woodland (1991-06-01). "Lusiferin bağlayıcı protein ve lusiferazın, hızlı dondurma fiksasyonundan sonra çift immüno-etiketleme ile açığa çıkan, Konyaulax polyedra sintillonlarına kolokalizasyonu". Protoplazma. 160 (2–3): 159–166. doi:10.1007 / bf01539967. ISSN  0033-183X.
  9. ^ Smith, Susan M.E .; Morgan, Deri; Musset, Boris; Cherny, Vladimir V .; Place, Allen R .; Hastings, J. Woodland; Decoursey, Thomas E. (2011-11-01). "Bir dinoflagellatta voltaj kapılı proton kanalı". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 108 (44): 18162–18167. doi:10.1073 / pnas.1115405108. ISSN  1091-6490. PMC  3207696. PMID  22006335.
  10. ^ Desjardins, M .; Morse, D. (Mart 1993). "Sintillonların polipeptit bileşenleri, dinoflagellat Gonyaulax polyedra'nın biyolüminesans organelleri". Biyokimya ve Hücre Biyolojisi. 71 (3–4): 176–182. doi:10.1139 / o93-028. ISSN  0829-8211. PMID  8398076.
  11. ^ Johnson, C. H .; Roeber, J. F .; Hastings, J.W. (1984-03-30). "Enzim konsantrasyonundaki sirkadiyen değişiklikler gonyaulax'taki enzim aktivitesinin ritmini açıklar". Bilim. 223 (4643): 1428–1430. doi:10.1126 / science.223.4643.1428. ISSN  0036-8075. PMID  17746055.
  12. ^ Morse, D .; Milos, P. M .; Roux, E .; Hastings, J.W. (Ocak 1989). "Gonyaulax'taki biyolüminesansın sirkadiyen düzenlenmesi, çeviri kontrolünü içerir". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 86 (1): 172–176. doi:10.1073 / pnas.86.1.172. ISSN  0027-8424. PMC  286426. PMID  2911566.
  13. ^ Bode, V. C .; Desa, R .; Hastings, J.W. (1963-09-06). "Gonyaulax polyedrada Luciferin Aktivitesinin Günlük Ritmi". Bilim. 141 (3584): 913–915. doi:10.1126 / science.141.3584.913. ISSN  0036-8075. PMID  17844013.
  14. ^ Fritz, L .; Morse, D .; Hastings, J.W. (Şubat 1990). "Gonyaulax'ın sirkadiyen biyolüminesans ritmi, ışık yayan organellerin sayısındaki günlük değişimlerle ilgilidir". Hücre Bilimi Dergisi. 95 (Pt 2): 321–328. ISSN  0021-9533. PMID  2196272.
  15. ^ Schmitter, R. E .; Njus, D .; Sulzman, F. M .; Gooch, V. D .; Hastings, J.W. (Ocak 1976). "Dinoflagellat biyolüminesans: invitro bileşenlerin karşılaştırmalı bir çalışması". Hücresel Fizyoloji Dergisi. 87 (1): 123–134. doi:10.1002 / jcp.1040870115. ISSN  0021-9541. PMID  1400.