Zur Biosynthese der Purpurmembran von Halobakterien

Halobakterien sind extrem spezialisierte Organismen. Sie leben nur in gesättigten Kochsalzlösungen. In der Zellmembran dieser Bakterien sind inselförmige Membranbereiche nachweisbar, die sich durch Membranfraktionierung isolieren lassen. Diese Bereiche bestehen aus einer Lipidmatrix, in die Bacteriorhodopsinmoleküle in hexagonal‐kristalliner Anordnung eingelagert sind. Bacteriorhodopsin ist ein tiefpurpurfarbener Retinal‐Protein‐Komplex („Purpurmembran”). Die Purpurmembran funktioniert als Licht‐Energie‐Wandler. — Wie kann ein solcher differenzierter Membranbereich entstehen? Bei in‐vivo‐Versuchen zur Biosynthese der Purpurmembran erwies sich eine andere Zellmembranfraktion, die Braune Membran, als biosynthetische Vorstufe. Bacterioopsin (das retinal‐freie Protein) wird zunächst in die Braune Membran eingebaut und kann erst nach Reaktion mit Retinal in einer energieabhängigen Reaktion „zur Purpurmembran auskristallisieren”. Diese Reaktion ist umkehrbar. Ablösen des Retinals durch Retinaloximbildung löst die Purpurmembranbereiche wieder auf. Rekonstitution des Bacteriorhodopsins durch Retinalzugabe führt zu erneuter Bildung der Purpurmembran.