یک مسیر مشابه

اغلب شما کم و بیش با واکنش‌های نوری فتوسنتزی که طی آن گیاه همراه با تبدیل  انرژی نور مرئی به انرژی شیمیایی، اکسیژن آزاد می‌کند آشنا هستید.

علاوه بر فتوسنتز، واکنش‌های نوری متعددی در گیاه مسئول تکوین و تغییرات فیزیولوژیک اند که از آن جمله «عکس العمل‌های نورـ آبی» است. 

عکس‌العمل‌های نور- آبی در کنترل رشد گیاه و همچنین باز و بسته شدن روزنه‌های هوایی گیاهان نقش دارد. گیرنده‌‌ی نور جذب کننده‌ی نور آبی در این فرایندها فلاوپروتئین‌هایی با نام «کرایپتوکُرم»‌ هستند.

گیرنده‌ها نوری از یک جزء پروتئینی و جزء غیرپرتئینی به نام «کروموفور» که نقشش جذب نور است تشکیل شده‌اند. در کرایپتوکرم‌‌ها بخش پروتئینی یکی از دو نوع پروتئین CRY1 یا CRY2 می‌باشد و کروموفور آن نوعی فلاوین می‌باشد.

در این گیرنده جذب نور آبی سبب احیای فلاوین می‌شود. فلاوین احیا شده با انتقال الکترون به مولکول‌های دیگر، نظیر سیتوکرومC ، باعث احیا شدن آنها و اکسید شدن خود می‌شود.

گیرنده‌های نوری در جانوران عموماً مربوط به بینایی است. بینایی به رنگیزه‌های حساس به نور «ردوپسین»، واقع در غشای سلول‌های شبکیه‌ی چشم، وابسته است. اما بر اساس تحقیقی که بر روی انسان و درزوفیلا صورت گرفته و در مجله‌ی Plos Biology به چاپ رسیده است، وجود کرایپتوکرم‌ها در پستانداران و حشرات نیز گزارش شده است. در این تحقیقات، که برای نشان دادن نقش کرایپتوکرم‌ها در جانوران انجام شده، نشان داده ‌شده است که این فلاوپروتئین‌ها تنظیم کننده‌ی ساعت زیستی ( ریتم شبانه‌روز فیزیولوژیکی بدن) هستند.

چگونگی عمل کرایپتوکرم‌ها در جانوران، هنوز مبهم است اما در تحقیق انجام شده توسط «تیم دکتر ناتالی هونگ»، که از طریق اندازگیری سطح فلاوین اکسید، بعد و قبل از تاباندن نور آبی به کشت‌های سلولی‌ این جانوران، به انجام رسیده، مشخص شده است که نور آبی سبب القای تغییر در سطح اکسیداسیون- احیای فلاوین متصل به گیرنده‌ی پروتئینی کرایپتوکرم می‌شود.

احیای نوری فلاوین سبب تجمع حدواسط سِمی‌کینونی ( فلاوین نیمه احیا ) می‌شود. این حدواسط به رادیکال سمیکینون تبدیل می‌شود. هم فرم رادیکالی و هم فرم غیر رادیکالی سِمی‌کینون قابل تبدیل به فرم کاملاً احیای فلاوین است که می‌تواند با احیای پروتئین‌های موجود در زنجیره‌ی انتقال الکترون، خود مجدداً اکسید شود. این مکانیسم همانند مکانیسمی است که در عکس‌العمل نور- آبی در گیاهان رخ می‌دهد.

بنابرتحقیقات انجام شده توسط تیم دکتر هونگ، مسیر واکنش‌های کرایپتوکرم‌های جانوری و گیاهی، با وجود عملکردهای متفاوت، یکسان است.