Билин (биохимия)

Билины , биланы или желчные пигменты — биологические пигменты, образующиеся во многих организмах как продукт метаболизма некоторых порфиринов . Билин (также называемый билихромом) был назван желчным пигментом млекопитающих , но также может быть обнаружен у низших позвоночных , беспозвоночных , а также в красных водорослях , зеленых растениях и цианобактериях . Цвет билинов может варьироваться от красного, оранжевого, желтого или коричневого до синего или зеленого. ^[1]

С химической точки зрения билины представляют собой линейное расположение четырех пиррольных колец ( тетрапирролов ). В метаболизме человека билирубин является продуктом распада гема . Модифицированный билан является промежуточным продуктом биосинтеза уропорфириногена III из порфобилиногена .

Примеры билинов обнаружены у животных (кардинальные примеры — билирубин и биливердин ), а фикоцианобилин , хромофор фотосинтетического пигмента фикоцианина , — в водорослях и растениях. У растений билины служат также фотопигментами фоторецепторного белка - фитохрома . Примером билина беспозвоночных является микроматабилин , отвечающий за зеленую окраску паука-зеленого охотника Micrommata virescens . ^[2]

В растениях

Большинство фотосинтезирующих и производящих кислород организмов содержат положительный регулятор биосинтеза хлорофилла GENOMES UNCOUPLED 4 (GUN4). Исследования показывают, что GUN4 регулирует синтез хлорофилла, активируя фермент хелатазу магния , который катализирует вставку Mg. ²⁺ в протопорфирин IX . ^[3] Билины нековалентно связываются с CrGUN4, водорослевым GUN4 из Chlamydomonas reinhardtii , который, как было показано, участвует в ретроградной передаче сигналов . ^[4]

Билин-связывающий белок в крыльях бабочки

Крылья бабочки — это новое место синтеза и расщепления порфиринов , где представлен билин; экспрессия липокалин -билин-связывающего белка у Pieris Brassicae . ^[5] Функция билипротеина в процессе развития крыльев до сих пор неизвестна, как и существование активного пути синтеза и расщепления порфиринов в крыльях насекомых, что было продемонстрировано здесь впервые. Билин-связывающий белок Pieris brassicae , кристаллическая структура которого была обнаружена, был одним из первых членов суперсемейства белков липокалинов, которое с тех пор значительно разрослось. Это белок синего пигмента, который можно четко идентифицировать по аминокислотной последовательности и кристаллической структуре. Билин-связывающий белок преимущественно присутствует в гемолимфе , жировом теле и эпидермисе личинки последнего возраста и в крыльях взрослого насекомого Pieris Brassicae . ^[6] Хотя недавно было обнаружено, что три цветовых рисунка личинок бабочки-парусника коррелируют с комбинацией билин-связывающего белка и гена, связанного с желтым цветом, дополнительные физиологические активности до сих пор неизвестны. ^[7] Обычно билины насекомых присоединяются к белкам с образованием различных билипротеинов, которые были идентифицированы у чешуекрылых и других насекомых. Наличие синего и желтого пигментов придает сине-зеленый оттенок некоторым личинкам чешуекрылых . синие пигменты и желтые каротиноиды вместе действуют как камуфляж. Считается, что ^[8]

Билин-связывающий белок является членом семейства липокалинов, которое включает внеклеточные белки с рядом общих особенностей молекулярных лигандов, включая способность связывать крошечные, преимущественно липофильные соединения, такие как ретинол . ^[9] Члены семейства липокалинов в основном классифицируются как транспортные белки, но ясно, что они также выполняют ряд других задач, включая транспорт ретинола, загадочную окраску беспозвоночных , обоняние и передачу феромонов . существует множество структурных и функциональных различий В семействе липокалинов как внутри вида, так и между видами.

См. также

Ссылки

^ «Билин | Фотосинтез, Хлорофилл, Каротиноиды | Британника» . www.britanica.com . Проверено 3 мая 2024 г.
^ Оксфорд Г.С., Гиллеспи Р.Г. (1998). «Эволюция и экология окраски пауков». Ежегодный обзор энтомологии . 43 : 619–43. дои : 10.1146/annurev.ento.43.1.619 . ПМИД 15012400 . S2CID 6963733 .
^ Рихтер А.С., Хоххойзер С., Фуфезан С., Хайнце Л., Кунерт Ф., Гримм Б. (ноябрь 2016 г.). «Фосфорилирование НЕСОЕДИНЕННЫХ ГЕНОМОВ 4 изменяет стимуляцию активности Mg-хелатазы у покрытосеменных растений» . Физиология растений . 172 (3): 1578–1595. дои : 10.1104/стр.16.01036 . ПМК 5100749 . ПМИД 27688621 .
^ Ху Дж.Х., Чанг Дж.В., Сюй Т., Ван Дж., Ван Х., Линь Р. и др. (октябрь 2021 г.). «Структурные основы связывания билина регулятором биосинтеза хлорофилла GUN4» . Белковая наука . 30 (10): 2083–2091. дои : 10.1002/pro.4164 . ПМЦ 8442963 . ПМИД 34382282 .
^ Зерингер, Бернд; Кайзер, Хартмут (1 июня 2006 г.). «Крылья бабочки, новое место синтеза и расщепления порфиринов: исследования экспрессии липокалин-билин-связывающего белка в Pieris Brassicae» . Биохимия насекомых и молекулярная биология . 36 (6): 482–491. дои : 10.1016/j.ibmb.2006.03.005 . ISSN 0965-1748 . ПМИД 16731344 .
^ Бэ, Наркхюн; Лёдль, Мартин; Поллак, Арнольд; Любец, Герт (июль 2012 г.). «Масс-спектрометрический анализ билин-связывающего белка из крыла Hebomoia glaucippe (Linnaeus, 1758) (Lepidoptera: Pieridae): протеомика и 2-DE» . Электрофорез . 33 (12): 1787–1794. дои : 10.1002/elps.201100569 . ПМИД 22740467 . S2CID 2485781 .
^ Ким, Хон Джа; Юн, Чи Ён; Хан, Ён Су; Ли, Ин Хи; Кан, Ён Джин; Джин, Бён Рэ; Со, Сук Джэ (1 января 2006 г.). «Последовательности кДНК двух билипротеинов, BP1 и BP2, из белокочанной бабочки Pieris rapae и их тканеспецифическое и стадийно-специфическое накопление» . Биохимия насекомых и молекулярная биология . 36 (1): 54–62. дои : 10.1016/j.ibmb.2005.10.006 . ISSN 0965-1748 . ПМИД 16360950 .
^ Ким, Хон Джа; Юн, Чи Ён; Хан, Ён Су; Ли, Ин Хи; Кан, Ён Джин; Джин, Бён Рэ; Со, Сук Джэ (1 января 2006 г.). «Последовательности кДНК двух билипротеинов, BP1 и BP2, из белокочанной бабочки Pieris rapae и их тканеспецифическое и стадийно-специфическое накопление» . Биохимия насекомых и молекулярная биология . 36 (1): 54–62. дои : 10.1016/j.ibmb.2005.10.006 . ISSN 0965-1748 . ПМИД 16360950 .
^ Зерингер, Бернд; Кайзер, Хартмут (1 июня 2006 г.). «Крылья бабочки, новое место синтеза и расщепления порфиринов: исследования экспрессии липокалин-билин-связывающего белка в Pieris Brassicae» . Биохимия насекомых и молекулярная биология . 36 (6): 482–491. дои : 10.1016/j.ibmb.2006.03.005 . ISSN 0965-1748 . ПМИД 16731344 .

Внешние ссылки

Билин из Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)

[1] «Билин | Фотосинтез, Хлорофилл, Каротиноиды | Британника» . www.britanica.com . Проверено 3 мая 2024 г.

[OxfordGillespie1998-2] Оксфорд Г.С., Гиллеспи Р.Г. (1998). «Эволюция и экология окраски пауков». Ежегодный обзор энтомологии . 43 : 619–43. дои : 10.1146/annurev.ento.43.1.619 . ПМИД 15012400 . S2CID 6963733 .

[3] Рихтер А.С., Хоххойзер С., Фуфезан С., Хайнце Л., Кунерт Ф., Гримм Б. (ноябрь 2016 г.). «Фосфорилирование НЕСОЕДИНЕННЫХ ГЕНОМОВ 4 изменяет стимуляцию активности Mg-хелатазы у покрытосеменных растений» . Физиология растений . 172 (3): 1578–1595. дои : 10.1104/стр.16.01036 . ПМК 5100749 . ПМИД 27688621 .

[4] Ху Дж.Х., Чанг Дж.В., Сюй Т., Ван Дж., Ван Х., Линь Р. и др. (октябрь 2021 г.). «Структурные основы связывания билина регулятором биосинтеза хлорофилла GUN4» . Белковая наука . 30 (10): 2083–2091. дои : 10.1002/pro.4164 . ПМЦ 8442963 . ПМИД 34382282 .

[5] Зерингер, Бернд; Кайзер, Хартмут (1 июня 2006 г.). «Крылья бабочки, новое место синтеза и расщепления порфиринов: исследования экспрессии липокалин-билин-связывающего белка в Pieris Brassicae» . Биохимия насекомых и молекулярная биология . 36 (6): 482–491. дои : 10.1016/j.ibmb.2006.03.005 . ISSN 0965-1748 . ПМИД 16731344 .

[6] Бэ, Наркхюн; Лёдль, Мартин; Поллак, Арнольд; Любец, Герт (июль 2012 г.). «Масс-спектрометрический анализ билин-связывающего белка из крыла Hebomoia glaucippe (Linnaeus, 1758) (Lepidoptera: Pieridae): протеомика и 2-DE» . Электрофорез . 33 (12): 1787–1794. дои : 10.1002/elps.201100569 . ПМИД 22740467 . S2CID 2485781 .

[7] Ким, Хон Джа; Юн, Чи Ён; Хан, Ён Су; Ли, Ин Хи; Кан, Ён Джин; Джин, Бён Рэ; Со, Сук Джэ (1 января 2006 г.). «Последовательности кДНК двух билипротеинов, BP1 и BP2, из белокочанной бабочки Pieris rapae и их тканеспецифическое и стадийно-специфическое накопление» . Биохимия насекомых и молекулярная биология . 36 (1): 54–62. дои : 10.1016/j.ibmb.2005.10.006 . ISSN 0965-1748 . ПМИД 16360950 .

[8] Ким, Хон Джа; Юн, Чи Ён; Хан, Ён Су; Ли, Ин Хи; Кан, Ён Джин; Джин, Бён Рэ; Со, Сук Джэ (1 января 2006 г.). «Последовательности кДНК двух билипротеинов, BP1 и BP2, из белокочанной бабочки Pieris rapae и их тканеспецифическое и стадийно-специфическое накопление» . Биохимия насекомых и молекулярная биология . 36 (1): 54–62. дои : 10.1016/j.ibmb.2005.10.006 . ISSN 0965-1748 . ПМИД 16360950 .

[9] Зерингер, Бернд; Кайзер, Хартмут (1 июня 2006 г.). «Крылья бабочки, новое место синтеза и расщепления порфиринов: исследования экспрессии липокалин-билин-связывающего белка в Pieris Brassicae» . Биохимия насекомых и молекулярная биология . 36 (6): 482–491. дои : 10.1016/j.ibmb.2006.03.005 . ISSN 0965-1748 . ПМИД 16731344 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]