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Lexikon der Biologie: Phycobiliproteine

Phycobiliproteine [von *phyco- , latein. bilis = Galle], Phycobiliproteide, Gruppe von membranassoziierten Antennenpigmenten, die nur bei Cyanobakterien (blaugrüne Algen), Rotalgen und Cryptophyceae vorkommen (Pigmente der Algen). Es sind hydrophile Chromoproteine (relative Molekülmassen zwischen 50.000 und 270.000), die im grünen bis hellroten Spektralbereich (zwischen ca. 500 und ca. 650 nm Wellenlänge) absorbieren – einem Wellenlängenbereich, der von den meisten anderen Pflanzen wenig genutzt werden kann (sog. „Grünfenster“ des Chlorophylls). Phototrophe, die Phycobiliproteine besitzen, sind somit in der Lage, auch das Licht in größeren Wassertiefen (hauptsächlich grünes Licht) oder im Schatten anderer Algen auszunutzen. Man unterscheidet rote Phycoerythrine (Absorptionsbereich 490–580 nm), blaue Phycocyanine (615–640 nm) und blaue Allophycocyanine (650–655 nm). Als chromophore Gruppen enthalten die Phycobiliproteine offenkettige Tetrapyrrole, die Phycobiline, die mit den Gallenfarbstoffen strukturell verwandt sind. Die häufigsten Vertreter der Phycobiline sind Phycocyanobilin und Phycoerythrobilin ( vgl. Abb. ). Sie sind mit den Proteinkomponenten der Phycobiliproteine kovalent verknüpft. In den Zellen von Rotalgen und Cyanobakterien sind die Phycobiliproteine zu Phycobilisomen zusammengelagert; sie liegen in Form von supramolekularen Komplexen, Partikeln von 40 nm Durchmesser, vor, die in regelmäßigem Muster der Photosynthesemembran (Photosynthese) aufliegen. Das Verhältnis der verschiedenen Phycobiliproteine in den Phycobilisomen wird durch Licht gesteuert: Hellrot fördert eine vermehrte Phycocyanin-, Grün eine bevorzugte Phycoerythrin-Bildung (chromatische Adaptation). Die Funktion der Phycobiliproteine als akzessorische Pigmente ist die Licht-Absorption und Energiefortleitung durch Resonanztransfer vom Phycoerythrin zu Phycocyanin und weiter zu Allophycocyanin und schließlich Weitergabe der Anregungsenergie an Chlorophyll-a-Antennenpigmente. Algen (Tab.), Chlorophylle, Cyanobakterien (Abb.), Photosynthese, Pyrrol.



Phycobiliproteine

Die Biosynthese der Phycobiline (z.B. von Phycocyanobilin und Phycoerythrobilin) folgt bis zum Protoporphyrin IX (Porphyrine) dem Weg der Chlorophyllbiosynthese.

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