Многие фотосинтетические организмы используют каротиноиды в качестве дополнительных хромофоров в составе пигмент-белковых комплексов, обеспечивающих эффективное поглощение света в сине-зеленой части спектра, регуляцию процессов трансформации энергии и защиту клеточных мембран от фотоповреждения. Исследование принципов модульной организации водорастворимого оранжевого каротиноидного белка цианобактерий позволило нам разработать методы сборки фотоуправляемых сплит-доменных систем и способы доставки каротиноидов в клеточные мембраны. Белок-опосредованная доставка открывает новые возможности для солюбилизации гидрофобных каротиноидов и контролируемого обогащения клеточных мембран природными антиоксидантами, а также позволяет приступить к исследованию на клеточных моделях специфического семейства протонных и натриевых насосов, способных связывать каротиноиды в качестве дополнительного хромофора. В докладе будут раскрыты структурные и функциональные особенности ряда каротиноидных белков и их модификаций, оптимизированных для оптогенетических приложений.

Many photosynthetic organisms use carotenoids as additional chromophores in pigment-protein complexes to ensure efficient light absorption in the blue-green part of the spectrum, regulation of energy transformation and protection of cell membranes from photodamage. The investigation of the principles of modular organization of water-soluble orange carotenoid protein in cyanobacteria allowed us to develop methods for the assembly of photo-controlled split-domain systems and ways to deliver carotenoids into cell membranes. Protein-mediated delivery opens up new opportunities for solubilization of hydrophobic carotenoids, controlled enrichment of cell membranes with natural antioxidants, and allows investigation of a specific family of proton and sodium pumps capable of binding carotenoids as an additional chromophore on cellular models. The report will reveal the structural and functional features of a number of carotenoid proteins and their modifications optimized for optogenetic applications.