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Lexikon der Biologie: Halorhodopsin

Halorhodopsin s [von *halo- , Rhodopsin], ein dem Bakteriorhodopsin strukturell und funktionell sehr ähnliches integrales Membranprotein der Purpurmembran halophiler Bakterien. Auch das Halorhodopsin (relative Molekülmasse 27.000) enthält als chromophore Gruppe ein Retinal, das über eine Schiff-Base-Bindung (Schiffsche Base) an einen spezifischen Lysin-Rest des Proteins gekoppelt ist. Diese Retinal-Gruppe fungiert ebenfalls über eine durch die Absorption von Lichtenergie hervorgerufene zyklische Cis-Trans-Isomerisierung (Cis-Trans-Isomerie) als Ionentransporter. Durch die Spezifität des Halorhodopsins bedingt, werden hierbei jedoch Chlorid-Ionen entgegen dem negativen Membranpotential vom Medium in die Zelle hineingepumpt. Als Gegenion folgt passiv Kalium, so daß letztlich im Zellinnern Kaliumchlorid die hohe Konzentration an Natriumchlorid im Außenmedium osmotisch kompensiert. Interessanterweise sind die für die Funktion des Bakteriorhodopsins entscheidenden Reste Asp-85 und Asp-96 beim Halorhodopsin durch andere Reste (Thr bzw. Ala) ersetzt. Dies hat offensichtlich zur Folge, daß das große Chlorid-Anion Platz findet und lediglich durch wenige gerichtete ionische Wechselwirkungen stabilisiert wird. Die strukturellen Veränderungen von Halorhodopsin im Verlauf des Chlorid-Transports sind noch nicht im Detail geklärt. Ein drittes Mitglied der bakteriellen Retinal-Proteine ist das sensorische Rhodopsin. Halobakterien, Ionenpumpen, Membrantransport.

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