细菌视紫红质嗜盐性细菌盐生盐杆菌(Halobacteriumhalo—bium)的紫膜中存在的色素蛋白分子 量2.6万，在1分子中有7条a螺旋链，各链以横断膜的形式与紫膜交织在一起，是内在 性(int rinsic )的膜蛋白作为发色团，与视紫红〔质〕一样都含1分子的视黄醛，因其 化学性质与视紫红〔质〕相似，所以称为细菌视紫红质发色团的视黄醛，在明处为全反式 型(明适应型)，在暗处为全反式型和13 —顺式型1 ： 1混合存在(暗适应型)明适应型细 菌视紫红质在光的激发下，与视紫红质不同，在一般温度下并不褪色，经过几个中间体再回 到原来的全反式型，反复进行同样的光反应循环伴随光反应循环的进行，氢离子穿越膜向 一个方向运输结果在封闭的膜系统形成穿越膜的氢离子浓度梯度，利用这个浓度梯度ATP ase将ADP和磷酸合成ATP盐生盐杆菌在厌氧条件下根据上述机制，利用光能产主ATP细菌视紫红质的结构研究进展细菌视紫红质的结构研究进展bR由248个氨基酸组成，其基本结构是垂直于细胞膜表面 的A、B、C、D、E、F、G的7个a螺旋,C端在细胞膜内侧,N端在细胞膜外侧［8］X射线衍 射晶体学和电子晶体学一直是研究bR结构的主要技术,bR结构的解析为bR各分支领域研究 提供了动力并奠定了基础。
1975年‘Henderson实验室应用电子显微镜、图象重构和X射线 分析技术，首次解析得到分辨率为7!的bR的二维晶体结构［9］,这项先驱性的工作为bR以及 其它膜蛋白的结构研究奠定了基础1990年，伴随电子晶体学的发展,bR结构的解析有了突 破性的进展在3.5!分辨率下,得到了 bR主链骨架的7个a螺旋的空间结构［10］1996 年,Grigorieff在此基础上又提出了更精确的结构模型［11］,但bR的a螺旋以外的结构区域 没有得到准确的空间信息1997年,YoshiakiKimura等人利用低温电子显微镜首次揭示了 bR的表面结构信息［12］在3!地分辨率下，连接7个a螺旋的区域呈现明显的反平行B折叠、 B转角和伸出膜外的a螺旋的长链部分，同时得到了质子通道内部以及bR表面的电荷数量 和分布的情况，如图1所示［12］同年,EvaPebay-Peyroula及其合作者利用X射线晶体衍射 技术,得到了更高分辨率(2.5!)的结构信息［13］,并首次给出了在质子通道内部的水分子的 位置细菌视紫红质的折叠研究Oesterhelt . D于1974年首先开展了bR的折叠的研究［25 ］,随后1980、1981年, Huang 的研究可谓是膜蛋白折叠的经典工作［26 ,27 ］ 。
他们应用了同位素标记、 SDS 琼脂糖电泳、 CD 、 NMR等多种手段，在确定bR重折叠终产物时除使用可见光吸收表征以外，还检测了质子泵功 能,从多方面证明了当重折叠产物吸收峰达到560nm附近时，该产物形成与天然bR结构相似的 单体和有功能的状态，为bR重折叠的简单检测奠定了基础研究膜脂在蛋白折叠中的作用是目前有关bR折叠的主要工作，其基本研究思路是将视 蛋白(去视黄醛的bR)重组于紫膜的天然脂、人工脂或混合脂的微团中，与游离的或用微团 包裹的视黄醛进行重组， 通过研究蛋白折叠早期事件的经典方法， 并检测光吸收来确定折叠 终 点1993 年， Siro kman G［28 ］ 将视蛋白和视黄醛通过去垢剂/ 脂微团混合得到最大吸收峰为 550nm的产物，其质子泵功能与野生型bR相同，对bR的修饰并不会影响质子泵功能和最 大吸收峰随后的荧光光谱法(1995 Boot h) 、 CD(1996 Sugiyama) 、 F TIR (1997 Ruedi2ger) 、 光二极管阵列(1998 Farooq)等技术也用于跟踪bR在去垢剂/脂微团中的折叠事件［29 - 32 ］ Boot h 等人1995 - 2000 年的工作对膜脂/ 去垢剂系统在膜蛋白折叠中的作用进行了 系统的研究， 他们发现膜脂对于折叠过程中的蛋白质的作用力似乎控制着其中的特殊事件。
1997年Boot h等人发现:蛋白折叠的限速步骤对DMPC/ DHPC微团中DMPC的相对含量和水 相的p H有依赖性，此说明控制bR折叠过程中的限速步骤是通过脂双层的压缩密度和pH 来实现的［33 ］ 2000 年，该小组又进一步探讨了膜蛋白折叠过程中的折叠中间体，发现存 在两个可以相互转换的视黄醛-视蛋白中间体(最大吸收峰在380nm和440nm)，用216位的 赖酸突变体研究进一步说明上述中间体中的视黄醛和视蛋白的结合是非共价的， 且此中间 体折叠至完好的bR的过程与视黄醛的浓度无关他们认为膜蛋白的多步折叠途径是p H依 赖性的，在bR的折叠过程中存在至少两个折叠中间体［34 ］Yamaguchi等人于2000年通过13C - NMR技术研究Ala -和Val -标记的羟氨漂泊型 和野生型的视蛋白与视黄醛结合，正确折叠时蛋白骨架变化的情况［35］发现当bR重组到 脂双 层后与视黄醛的结合对于正确折叠是至关重要的有关bR折叠的机制研究在国际上正逐步 成为热点， 相关的成果将为膜蛋白折叠研究提供新的思路和启发细菌视紫红质的结构H-H*侧面图。