Фотоактивуюча аденілілциклаза (ФАЦ) — це білок, що складається з домену ферменту аденілілциклази, безпосередньо пов’язаного з доменом датчика світла типу BLUF (рецептор синього світла з використанням FAD). При освітленні синім світлом ферментний домен стає активним і перетворює АТФ на цАМФ, важливий вторинний мессенджер у багатьох клітинах.
В одноклітинних джгутикових Euglena gracilis ФАЦα і ФАЦβ (euPACs) служать фоторецепторним комплексом, який сприймає світло для фотофобних реакцій і фототаксису. Невеликі, але потужні ФАЦ були ідентифіковані в геномі бактерій Beggiatoa (bPAC) і Oscillatoria acuminata (OaPAC).
Хоча природний bФАЦ має деяку ферментативну активність за відсутності світла, були створені варіанти без темнової активності (PACmn).
Використання ФАЦ як оптогенетичних засобів Оскільки ФАЦ складаються з датчика світла та ферменту в одному білку, вони можуть експресуватися в інших видах і типах клітин для маніпулювання рівнями цАМФ за допомогою світла.
Коли bФАЦ експресується в спермі миші, синє освітлення прискорює плавання трансгенних сперматозоїдів і сприяє заплідненню.
При експресії в нейронах освітлення змінює схему розгалуження зростаючих аксонів. ФАЦ використовувався на мишах для уточнення функції нейронів у гіпоталамусі, які використовують передачу сигналів цАМФ для контролю шлюбної поведінки. Експресія ФАЦ разом із K+-специфічними циклічними нуклеотидами-керованими іонними каналами (CNG) використовувалася для гіперполяризації нейронів при дуже низьких рівнях освітлення, що перешкоджає їх запуску потенціалів дії.
Інші циклази, що активуються світлом Фотоактивуючі гуанілілциклази були виявлені у водних грибах Blastocladiella emersonii і Catenaria anguillulae. На відміну від ФАЦ, ці циклази, що активуються світлом, використовують ретиналь як датчик світла і, отже, є родопсингуанілілциклазами (RhGC). При експресії в ооцитах Xenopus або нейронах ссавців RhGC генерують цГМФ у відповідь на зелене світло. Тому вони вважаються корисними оптогенетичними інструментами для дослідження передачі сигналів cGMP .
Див. також
Оптогенетика Нейрохімія Нейровізуалізація
Примітки