journal article·2015-07

Photosynthetic Proteins in Supported Lipid Bilayers: Towards a Biokleptic Approach for Energy Capture

Lei Wang, Johannes S. Roth, Xiaojun Han, Stephen D. Evans

Small· Volume 11· Issue 27
Publisher page

Abstract

In nature, plants and some bacteria have evolved an ability to convert solar energy into chemical energy usable by the organism. This process involves several proteins and the creation of a chemical gradient across the cell membrane. To transfer this process to a laboratory environment, several conditions have to be met: i) proteins need to be reconstituted into a lipid membrane, ii) the proteins need to be correctly oriented and functional and, finally, iii) the lipid membrane should be capable of maintaining chemical and electrical gradients. Investigating the processes of photosynthesis and energy generation in vivo is a difficult task due to the complexity of the membrane and its associated proteins. Solid, supported lipid bilayers provide a good model system for the systematic investigation of the different components involved in the photosynthetic pathway. In this review, the progress made to date in the development of supported lipid bilayer systems suitable for the investigation of membrane proteins is described; in particular, there is a focus on those used for the reconstitution of proteins involved in light capture.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Photosynthetic Processes and Mechanisms · Photoreceptor and optogenetics research · Lipid Membrane Structure and Behavior

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

School of Physics and Astronomy University of Leeds Leeds LS2 9JT UK

State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment School of Chemical Engineering and Technology Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1104/pp.110.16168710.1104/pp.110.161687 ↗
2. Bjorn L. O. · Curr. Sci. India · 2009 · 96 · 1466
3. 10.1007/s00249-012-0834-410.1007/s00249-012-0834-4 ↗
4. 10.1021/jp209772u10.1021/jp209772u ↗
5. 10.1016/S0040-6090(99)00520-910.1016/S0040-6090(99)00520-9 ↗
6. 10.1016/S0006-3495(00)76392-210.1016/S0006-3495(00)76392-2 ↗
7. 10.1002/bit.2527310.1002/bit.25273 ↗
8. 10.1021/nl400822r10.1021/nl400822r ↗
9. 10.1007/978-1-4899-0921-3_1310.1007/978-1-4899-0921-3_13 ↗
10. 10.1038/nrm358110.1038/nrm3581 ↗
11. Stein W. D. · 2012
12. 10.1038/nature0416410.1038/nature04164 ↗
13. 10.1021/bk-2011-1062.ch00410.1021/bk-2011-1062.ch004 ↗
14. 10.1002/(SICI)1521-3773(19990201)38:3<389::AID-ANIE389>3.0.CO;2-U10.1002/(SICI)1521-3773(19990201)38:3<389::AID-ANIE389>3.0.CO;2-U ↗
15. 10.1021/la971123910.1021/la9711239 ↗
16. 10.1016/S0006-3495(04)74166-110.1016/S0006-3495(04)74166-1 ↗
17. 10.1007/978-3-642-16712-6_56610.1007/978-3-642-16712-6_566 ↗
18. Theato R. Z. P. · Abstr. Pap. Am. Chem. S. · 1998 · 216 · U881
19. 10.1021/jp711479f10.1021/jp711479f ↗
20. 10.1016/S0006-3495(99)76993-610.1016/S0006-3495(99)76993-6 ↗
21. 10.1016/j.bbamem.2009.12.02910.1016/j.bbamem.2009.12.029 ↗
22. 10.1016/j.snb.2007.01.01410.1016/j.snb.2007.01.014 ↗
23. 10.1021/la034206010.1021/la0342060 ↗
24. 10.1021/la800085n10.1021/la800085n ↗
25. 10.1021/ac802313710.1021/ac8023137 ↗
26. 10.1021/ja042397310.1021/ja0423973 ↗
27. 10.1039/B918288H10.1039/B918288H ↗
28. 10.1021/jp803938v10.1021/jp803938v ↗
29. 10.1116/1.289611310.1116/1.2896113 ↗
30. 10.1016/j.cocis.2010.05.00810.1016/j.cocis.2010.05.008 ↗
31. 10.1021/la047124010.1021/la0471240 ↗
32. 10.1103/PhysRevLett.106.13810110.1103/PhysRevLett.106.138101 ↗
33. 10.1021/jp063642310.1021/jp0636423 ↗
34. 10.1016/j.bbamem.2012.09.01010.1016/j.bbamem.2012.09.010 ↗
35. 10.1002/1438-5171(200107)2:2<105::AID-SIMO105>3.0.CO;2-010.1002/1438-5171(200107)2:2<105::AID-SIMO105>3.0.CO;2-0 ↗
36. 10.1073/pnas.96.15.846110.1073/pnas.96.15.8461 ↗
37. 10.1016/S0006-3495(76)85755-410.1016/S0006-3495(76)85755-4 ↗
38. 10.1016/S0006-3495(83)84410-510.1016/S0006-3495(83)84410-5 ↗
39. 10.1016/j.ymeth.2014.02.00510.1016/j.ymeth.2014.02.005 ↗
40. 10.1021/la500468r10.1021/la500468r ↗
41. 10.1016/j.jsb.2009.05.00610.1016/j.jsb.2009.05.006 ↗
42. 10.1021/nl048153y10.1021/nl048153y ↗
43. 10.1016/j.bios.2010.03.00410.1016/j.bios.2010.03.004 ↗
44. 10.1016/j.bbamem.2008.09.00310.1016/j.bbamem.2008.09.003 ↗
45. 10.1021/bi971564r10.1021/bi971564r ↗
46. 10.1529/biophysj.104.04672210.1529/biophysj.104.046722 ↗
47. 10.1021/bi961432i10.1021/bi961432i ↗
48. 10.1021/la971199510.1021/la9711995 ↗
49. 10.1529/biophysj.104.04773810.1529/biophysj.104.047738 ↗
50. 10.1016/S0302-4598(96)05108-210.1016/S0302-4598(96)05108-2 ↗
51. 10.1016/S0006-3495(93)81379-110.1016/S0006-3495(93)81379-1 ↗
52. Tamm L. K. · Biophys. J. · 47 · 10510.1016/S0006-3495(85)83882-0 ↗
53. 10.1021/jp983996x10.1021/jp983996x ↗
54. 10.1021/la061457a10.1021/la061457a ↗
55. 10.1529/biophysj.104.05372810.1529/biophysj.104.053728 ↗
56. 10.1021/jp001813c10.1021/jp001813c ↗
57. 10.1021/la980923w10.1021/la980923w ↗
58. 10.1016/j.bbrc.2014.09.07910.1016/j.bbrc.2014.09.079 ↗
59. 10.4172/2157-7439.100020210.4172/2157-7439.1000202 ↗
60. 10.1039/C3SM50947H10.1039/C3SM50947H ↗
61. 10.1021/la104348f10.1021/la104348f ↗
62. 10.1021/jp102647710.1021/jp1026477 ↗
63. 10.1021/la062576t10.1021/la062576t ↗
64. 10.1021/jp400451710.1021/jp4004517 ↗
65. 10.1039/b814281e10.1039/b814281e ↗
66. 10.1007/978-1-61779-151-2_2810.1007/978-1-61779-151-2_28 ↗
67. 10.1021/la305064j10.1021/la305064j ↗
68. 10.1002/chem.20110294110.1002/chem.201102941 ↗
69. 10.1021/la000992m10.1021/la000992m ↗
70. 10.1021/la050910010.1021/la0509100 ↗
71. 10.1038/nprot.2010.6510.1038/nprot.2010.65 ↗
72. 10.1016/j.electacta.2013.07.11710.1016/j.electacta.2013.07.117 ↗
73. 10.1021/la000468f10.1021/la000468f ↗
74. 10.1016/j.jelechem.2013.10.01510.1016/j.jelechem.2013.10.015 ↗
75. 10.1016/0005-2736(94)90266-610.1016/0005-2736(94)90266-6 ↗
76. 10.1016/0956-5663(95)96892-310.1016/0956-5663(95)96892-3 ↗
77. 10.1016/0956-5663(92)90026-J10.1016/0956-5663(92)90026-J ↗
78. 10.1016/S0927-7765(99)00004-110.1016/S0927-7765(99)00004-1 ↗
79. 10.1016/j.surfrep.2006.06.00110.1016/j.surfrep.2006.06.001 ↗
80. 10.1021/ja00351a06310.1021/ja00351a063 ↗
81. 10.1021/la000690k10.1021/la000690k ↗
82. 10.3390/ijms14112156110.3390/ijms141121561 ↗
83. 10.1021/bi025951z10.1021/bi025951z ↗
84. 10.1016/S0003-2697(02)00003-910.1016/S0003-2697(02)00003-9 ↗
85. 10.1038/nmat397410.1038/nmat3974 ↗
86. 10.1007/s00604-013-1100-x10.1007/s00604-013-1100-x ↗
87. 10.3390/ijms14112156110.3390/ijms141121561 ↗
88. 10.1016/S0006-3495(98)77851-810.1016/S0006-3495(98)77851-8 ↗
89. 10.1016/S0301-4622(00)00114-910.1016/S0301-4622(00)00114-9 ↗
90. 10.1038/4243210.1038/42432 ↗
91. 10.1021/la970998k10.1021/la970998k ↗
92. 10.1002/chem.20090040410.1002/chem.200900404 ↗
93. 10.1002/chem.20070052110.1002/chem.200700521 ↗
94. 10.1021/la062636v10.1021/la062636v ↗
95. 10.1021/ja983968s10.1021/ja983968s ↗
96. Hughes A. V. · J. Am. Chem. Soc. · 2014 · 11 · 20140447
97. 10.1021/ja405072z10.1021/ja405072z ↗
98. 10.1126/science.271.5245.4310.1126/science.271.5245.43 ↗
99. 10.1021/bm010021110.1021/bm0100211 ↗
100. 10.1021/cb500580610.1021/cb5005806 ↗