Specialister från den biologiska fakulteten vid Moskva statsuniversitet har studerat hur det fotoaktiva orange karotenoidproteinet (OCP) byter karotenoid med proteiner med liknande struktur. Upptäckten kommer att öka utvecklingen av OCP-baserade antioxidantläkemedel som syftar till att skydda friska celler under cancerbehandling. Tidningen publicerades i Biofysisk tidskrift .

Det orange karotenoidproteinet (OCP) är ett litet vattenlösligt protein som fungerar som en excitationsenergikyldare i cyanobakterier. Det minskar energiöverföringen i den fotosyntetiska apparaten under höga ljusförhållanden. Cyanobakterier är bland de äldsta organismerna på jorden som kan fotosyntes, och är ansvariga för den höga koncentrationen av syre i atmosfären.

Under starkt ljus, strukturen för orange karotenoidprotein förändras och interagerar med antenner för att förhindra bildning av reaktiva syrearter. Karotenoider är långa kolvätemolekyler med ett stort antal dubbelbindningar, som fungerar som ljuskänsliga kromoforer. Färgen på karotenoider beror på proteintillståndet.

Tidigare, biologerna från Moskvas statsuniversitet har beskrivit strukturen och egenskaperna hos OCP -domänerna som tycktes kunna binda karotenoiden till ett komplex av ljus violett färg. En av de intressanta och tidigare okända egenskaperna hos det orange karotenoidproteinet är förmågan att överföra karotenoiden till andra proteiner med en liknande struktur. Processens mekanism beskrivs i Biofysisk tidskrift artikel.

"Vi studerade interaktionen mellan karotenoidinnehållande violetta C-domäner i OCP med en färglös apo-form av OCP. Som ett resultat av interaktionen, OCP:s färglösa apo -form blev orange och fotoaktiv (kan ändra dess struktur och färg). Karotenoidöverföringsprocessen simulerar processen att montera ett fotoaktivt protein från en proteinmatris och en kromofor (karotenoid), "sade Dr Eugene Maksimov, seniorforskare vid Laboratory of Biophotonics.

Överföringsreaktionen av en hydrofob karotenoidmolekyl mellan två vattenlösliga proteiner erbjuder flera intressanta forskningsmöjligheter. Denna mekanism gör det möjligt för forskare att skapa vattenlösliga proteinkomplex för att leverera antioxidant karotenoid till celler som behöver skydd från de reaktiva syrearterna-till exempel till frisk vävnad under fotodynamisk cancerbehandling. Komplexets fotoaktiva egenskaper kommer att vara användbara i molekylära termometrar eftersom deras färg skulle visa temperaturskillnaden mellan cellens delar.