Ficobilina

A ficobilina (do grego phyco = alga e do latim bilis =bílis) é um grupo de pigmentos que é encontrado nas células de cianobactérias (isto é, algas azul-esverdeadas constituídas por bactérias fotossintéticas) e nos cloroplastos das algas vermelhas.

Este tipo de pigmento aumenta o rendimento da fotossíntese ao absorverem energia luminosa em comprimentos de onda que a clorofila, o principal pigmento fotossintético, é incapaz.

Classificação da ficobilina

Este pigmento fotossintético absorver radiação luminosa em diferentes comprimentos de onda. Assim tem-se:

  1. A ficocianina que confere um tom azulado às algas e absorve radiação luminosa amarelo-alaranjada em torno dos 610 a 650 nm;
  2. A aloficocianina também de cor azul absorve radiação luminosa dos 650 a 660 nm;
  3. A ficoeritrina de cor vermelha absorve radiação luminosa verde em torno dos 490 a 570 nm. É um dos pigmentos mais abundante nas algas vermelhas. É um pigmento adequado para o tipo de luz penetra nas águas profundas onde elas vivem.

A ficobilina está associada a proteínas

A ficobilina é constituída por moléculas de tetrapirrol linear (ver Figura 1), isto é, cadeias lineares compostas por quatro anéis de pirrol. A molécula de pirrol é um anel de cinco átomos: um de azoto (N) e quatro de carbono (C).

Cada molécula individual de tetrapirrol linear é chamada de bilina e constitui um cromóforo, ou seja, é a parte do pigmento que confere cor.

A ficobilina associa-se a um componente proteico que, no seu conjunto, forma aquilo que se designa por ficobiliproteina. A parte proteica é chamada de apoproteína e está ligada covalentemente a várias bilinas.

As ficobiliproteínas, por sua vez, agregam-se entre si em complexos supramoleculares chamados ficobilissomas (ver Figura 2). Estas estruturas posicionam-se no fotossistema na membrana tilacoidal.

Nos ficobilissomas, as ficobiliproteínas estão arranjadas geometricamente de maneira a otimizar a captura de luz e a transferência de energia. As moléculas de aloficocianias estão em contacto direto com a membrana fotossintética e estão envolvidas por moléculas de ficocianinas e estas por ficoeritrina.

Assim, a energia é transferida desde a ficoeritrina que se encontra na preferia e absorve luz em comprimentos de onda mais curtos até à clorofila a que se encontra no centro de reação da fotossíntese:

  • Ficoeritrina → ficocianina → aloficocianina → clorofila a no Fotossistema II

 A ficobilina é um pigmento fotossintético

As ficobilinas são um dos três principais pigmentos fotossintéticos; os outros dois são a clorofila e os carotenoides.

Tanto as ficobilinas como os carotenoides são pigmentos acessórios, isto é, não intervêm diretamente na transformação da energia luminosa, mas têm como função aumentar o leque de radiação luminosa utilizável na fotossíntese. Quando o pigmento acessório absorve luz, a energia vai ser transferida até alcançar a clorofila a que a transforma em energia química no decorrer da fotossíntese.

Enquanto os carotenoides são ubíquos e estão presentes em todos as espécies fotossintéticas (cianobactérias, algas e plantas), as ficobilinas só são encontradas nas cianobactérias, nas criptofitas (algas unicelulares flageladas) e nas algas vermelhas (rodófitas), estando ausentes nas plantas.

Aos carotenoides é atribuída a função fotoprotetora por causa da sua capacidade antioxidante, mas essa função ainda não está associada com as ficobilinas.

As ficobilinas também se distinguem por serem hidrossolúveis, enquanto os carotenoides e a clorofila são lipossolúveis.

Pigmentos fotossintéticos

 

Ficobilinas Carotenoides

Clorofila

Cor

Azul e vermelho

Amarelo e laranja

Verde

Organismos encontrados

Cianobactérias, criptófitas, rodófitas

Todos os organismos fotossintéticos

Solubilidade

Hidrossolúveis

Lipossolúveis

 

 

Atualmente, os cientistas ainda estão a avaliar possíveis aplicações medicinais, farmacológicas e nutricionais das ficobilinas. E investigam também a otimização de métodos de produção, extração e purificação destes pigmentos em larga escala a partir da cultura de algas.

Figura 1- Uma molécula de tetrapirrol forma uma bilina.

Figura 1- Uma molécula de tetrapirrol forma uma bilina.

 

Figura 2 - Estrutura de um Ficobilissoma. Adaptado de Sonani et al. (2016).

Figura 2 – Estrutura de um Ficobilissoma. Adaptado de Sonani et al. (2016).

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References:

  • Madigan, M. T., Martinko, J. M., Stahl, D., Bender, K., & Buckley, D. (2015). Brock biology of microorganisms (14th ed.). Harlow: Pearson Education.
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  • Marsac, N.T. (2003). Phycobiliproteins and phycobilisomes: the early observations. Photosynthesis Research, 76: 197-205.
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  • Sonani R. R. et al. (2016). Recent advances in production, purification and applications of phycobiliproteins. World J Biol Chem, 7(1): 100-109.
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