Сцинтиллондар - Scintillons

Оңтүстік Калифорнияда көк түспен жарқыраған серфинг
Жарқыраған динофлагеллаттар гүлдейді

Теңіз динофлагеллаттар түнде көк жарық шығаруы мүмкін биолюминесценция, «теңіздердің фосфоресценциясы» деп аталатын процесс. Осы бір жасушалы организмдердегі жарық өндірісі цитоплазмадағы шағын құрылымдармен өндіріледі сцинтиллондар. Биолюминесцентті организмдердің ішінде динофлагеллаттарда ғана сцинтиллондар болады.

Динофлагеллаттарда жарық шығаратын биохимиялық реакция а люцифераза - сызықты тетрапиролдың катализденген тотығуы люциферин.[1] Динофлагеллат Lingulodinium polyedra (бұрын аталған Гоняулакс полиедрасы) құрамында люциферинмен байланысатын ақуыз (LBP) деп аталатын екінші ақуыз бар[2] люциферинді люминесцентті емес тотығудан қорғауға ұсынылған. Люциферин рН-нің төмендеуімен LBP-ден бөлінеді және сол төмендеген рН-да люциферазаны белсендіреді.[3] Динофлагеллаттардағы жарық өндірісі сцинтиллон деп аталатын биолюминесцентті органеллаларда жүреді және оларды қоршаған теңіз суының қозуымен ынталандыруға болады.

Сцинтиллон атауы алғаш рет сипаттау үшін қолданылған цитоплазмалық рН-нің төмендеуіне жауап ретінде жарқыл шығаруға қабілетті динофлагелланаттың биолюминесцентті түрінен оқшауланған бөлшектер.[4] Сцинтиллондар алғаш рет байқалды L. polyedra флуоресценттік микроскопия арқылы,[5] онда олар жасуша бетіне жақын кішкентай көк нүктелер түрінде көрінеді. Бұл көгілдір флуоресценция люциферин деп аталатын табиғи флуоресцентті молекула биолюминесценция реакциясы субстратының болуына байланысты.[6] Микроскоп астындағы жасушаларға сұйылтылған қышқыл қосу арқылы жарық өндірісі ынталандырылған кезде, жарық пайда болатын орын сцинтиллондардың орналасуына сәйкес келеді. Сонымен қатар, жарық шығаратын реакциядан кейін табиғи люциферин флуоресценциясы төмендейді.[5] 

Астында бақыланатын жасушалар электронды микроскоп жасушаларды жылдам мұздатуды, содан кейін суды полимермен алмастыруды (Fast-freeze Fixation / Freeze Substitution) ауыстыруды қамтитын әдістемеден кейін жасуша перифериясының айналасында электрондардың тығыз денелері көп.[7] Бұл құрылымдар сцинтиллондармен расталған люминесценттік денелерге мөлшерімен және орналасуымен сәйкес келеді және олар құрылымдарда анти-люцифераза мен анти-LBP таңбалауының колокализациясын көрсетеді.[8] Сцинтиллондар вакуолярлық кеңістікте ілулі тұрған цитоплазмалық тамшылар түрінде пайда болады, өйткені олар вакуолалық мембранамен толығымен дерлік қоршалған. Бұл құрылым вакуолярлық мембранадағы кернеу қақпақты протон каналы әрекет потенциалын вакуолярлық мембрана бойымен таратуға мүмкіндік бере алады деген ұсынысқа әкелді.[7] Бұл өз кезегінде протондардың жасушалардағы барлық сцинтиллондардың айналасындағы цитоплазмаға енуіне мүмкіндік беріп, бір уақытта қарқынды, бірақ қысқа жарық береді. Кейін протондық кернеудің кернеуі динофлагеллатта анықталды, олардың болжамды болуын растайды[9]

Сцинтиллондар кеңінен тазартылды L. polyedra арқылы центрифугалау және бұл тазартылған сцинтиллон препараттарында люцифераза мен люциферин байланыстыратын ақуыз жалғыз анықталатын ақуыз компоненттері болып табылады.[10] Люцифераза мөлшері,[11] LBP[12] және люциферин[13] барлығы тәуліктік (циркадиандық) кезең ішінде өзгереді, сонымен қатар жасушадағы сцинтиллондар саны.[14] Бұл бақылаулар биолюминесценцияны тәуліктік бақылау люцифераза мен LBP синтезі мен ыдырауын күнделікті қамтиды. Синтезделгенде, бұл екі ақуыз бірігіп, вакууольды мембранаға ауысады, сонда LBP люциферинмен байланысады және сцинтиллондар стимуляция кезінде жарық шығаруға қабілетті болады.

Сцинтиллондар әртүрлі түрлерде бірдей емес. Сыртқа жататын динофлагеллаттардан оқшауланған сцинтиллондар Пирокистис сияқты P. lunula (бұрын Dissodinium lunula) немесе P. noctiluca олардан гөрі тығыз емес L. polyedra және құрамында LBP жоқ.[15] Түрлерінен басқа сцинтиллондардың құрылымы немесе құрамы туралы аз мәлімет бар L. polyedra.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Накамура, Х .; Киши, Ю .; Шимомура, О .; Морзе, Д .; Хастингс, Дж. В. (1990-01-09). «ChemInform конспект: Динофлагеллат люцифериннің құрылымы және оның ферментативті және ферментативті емес ауа-тотықтырғыш өнімдері». ChemInform. 21 (2): жоқ. дои:10.1002 / иек.199002330. ISSN  1522-2667.
  2. ^ Фогель, М .; Хастингс, Дж. В. (қаңтар 1971). «Гоняулакс биолюминесценция реакциясындағы субстратты байланыстыратын ақуыз». Биохимия және биофизика архивтері. 142 (1): 310–321. дои:10.1016 / 0003-9861 (71) 90289-x. ISSN  0003-9861. PMID  5545485.
  3. ^ Морзе, Д .; Паппенгеймер, А.М .; Хастингс, Дж. В. (1989-07-15). «Гоняулакс полиедрасының тәуліктік биолюминесценттік реакциясындағы люциферинмен байланысатын ақуыздың рөлі». Биологиялық химия журналы. 264 (20): 11822–11826. ISSN  0021-9258. PMID  2745419.
  4. ^ ДеСа, Р .; Хастингс, Дж. В. (қаңтар 1968). «Сцинтиллондардың сипаттамасы. Теңіз динофлагеллатынан алынған биолюминесцентті бөлшектер, Гоняулакс полиедрасы». Жалпы физиология журналы. 51 (1): 105–122. дои:10.1085 / jgp.51.1.105. ISSN  0022-1295. PMC  2201157. PMID  5642469.
  5. ^ а б Джонсон, C. Х .; Инуэ, С .; Флинт, А .; Хастингс, Дж. В. (мамыр 1985). «Балдырлар биолюминесценциясын бөлу: бейнені күшейтетін бейне микроскопиясы мен ағындық цитометриямен зерттелген Гоняулакс динофлагеллатындағы биолюминесцентті бөлшектердің аутофлуоресценциясы». Жасуша биологиясының журналы. 100 (5): 1435–1446. дои:10.1083 / jcb.100.5.1435. ISSN  0021-9525. PMC  2113859. PMID  4039325.
  6. ^ Данлап, Дж. С .; Хастингс, Дж. В. (1981-02-17). «Динофлагеллаттар биолюминесценциясының биохимиясы: люциферин динофлагеллатын пирокистис лунуласынан тазарту және сипаттамасы». Биохимия. 20 (4): 983–989. дои:10.1021 / bi00507a052. ISSN  0006-2960. PMID  7194111.
  7. ^ а б Николас, Т .; Джонсон, C. Х .; Бассот, Дж. М .; Хастингс, Дж. В. (қыркүйек 1985). «Биолюминесцентті динофлагеллаттағы гоняулакс полиедрасындағы органеллалардың иммуноголді таңбасы анти-люцифераза антиденесімен». Жасуша биологиясы бойынша халықаралық есептер. 9 (9): 797–802. дои:10.1016/0309-1651(85)90098-0. ISSN  0309-1651. PMID  3899376.
  8. ^ Николас, Мари-Терез; Морзе, Д .; Бассот, Жан-Мари; Хастингс, Дж. Вудланд (1991-06-01). «Люциферинді байланыстыратын ақуыз бен люциферазаны Гоняулакс полиэдрасының сцинтиллондарына колокализациялау, тез мұздатылғаннан кейін екі рет иммунолизбелгілеу арқылы анықталды». Протоплазма. 160 (2–3): 159–166. дои:10.1007 / bf01539967. ISSN  0033-183X.
  9. ^ Смит, Сюзан М. Е .; Морган, Дери; Мүсет, Борис; Черный, Владимир V .; Орын, Аллен Р .; Хастингс, Дж. Вудленд; Декурси, Томас Э. (2011-11-01). «Динофлагеллаттағы кернеулі протонды канал». Америка Құрама Штаттарының Ұлттық Ғылым Академиясының еңбектері. 108 (44): 18162–18167. дои:10.1073 / pnas.1115405108. ISSN  1091-6490. PMC  3207696. PMID  22006335.
  10. ^ Дежарден, М .; Морзе, Д. (наурыз 1993). «Сцинтиллондардың полипептидті компоненттері, динофлагеллаттың Гоняулакс полиэдрасының биолюминесценция органеллалары». Биохимия және жасуша биологиясы. 71 (3–4): 176–182. дои:10.1139 / o93-028. ISSN  0829-8211. PMID  8398076.
  11. ^ Джонсон, C. Х .; Рибер, Дж. Ф .; Хастингс, Дж. В. (1984-03-30). «Ферменттер концентрациясының тәуліктік өзгерісі гоняулакстағы фермент белсенділігінің ырғағын ескереді». Ғылым. 223 (4643): 1428–1430. дои:10.1126 / ғылым.223.4643.1428. ISSN  0036-8075. PMID  17746055.
  12. ^ Морзе, Д .; Милош, П.М .; Ру, Э .; Хастингс, Дж. В. (қаңтар 1989). «Гоняулакстағы биолюминесценцияны тәуліктік реттеу трансляциялық бақылауды қамтиды». Америка Құрама Штаттарының Ұлттық Ғылым Академиясының еңбектері. 86 (1): 172–176. дои:10.1073 / pnas.86.1.172. ISSN  0027-8424. PMC  286426. PMID  2911566.
  13. ^ Боде, В.С .; Деза, Р .; Хастингс, Дж. В. (1963-09-06). «Гоняулакс полиедрасындағы люциферин белсенділігінің күнделікті ырғағы». Ғылым. 141 (3584): 913–915. дои:10.1126 / ғылым.141.3584.913. ISSN  0036-8075. PMID  17844013.
  14. ^ Фриц, Л .; Морзе, Д .; Хастингс, Дж. В. (ақпан 1990). «Гоняулакстің тәуліктік биолюминесценция ырғағы жарық шығаратын органеллалар санының күнделікті өзгеруіне байланысты». Cell Science журналы. 95 (Pt 2): 321-328. ISSN  0021-9533. PMID  2196272.
  15. ^ Шмиттер, Р.Е .; Нжус, Д .; Сульцман, Ф. М .; Гуч, В.Д .; Хастингс, Дж. В. (қаңтар 1976). «Динофлагеллаттар биолюминесценциясы: инвитро компоненттерін салыстырмалы зерттеу». Жасушалық физиология журналы. 87 (1): 123–134. дои:10.1002 / jcp.1040870115. ISSN  0021-9541. PMID  1400.