Bacteriorhodopsin embedded in gelatin and polyvinyl alcohol films as recording materials for holographic memories

Jelatin ve polivinil alkol filmlere holografik hafızalar için kayıt edici materyal olarak bakteriorodopsin yerleştirilmesi

Maryam KHAYATİ, Sajad JANFAZA, Ahmad Molae RAD, Azita ETEMADZADEH, Zhila JAMSHİDİNİA

Abstract

Objectives: Bacteriorhodopsin is a heptahelical membrane protein found in the archaean Halobacterium salinarum. The performance of bacteriorhodopsin film was evaluated as a holographic optical memory. Material and method: Bacteriorhodopsin was immobilized on polymeric films with different weight/volume ratios of polyvinyl alcohol and gelatin. The effect of different concentrations of phosphate buffer (from 0.001 to 0.1 M) on performance of the polyvinyl alcohol / gelatin composite films was studied. Results: The results indicate that the best quality of the film was obtained in 0.001 % (w/v) of polyvinyl alcohol and gelatin mixture and 0.1 M phosphate buffer. For the control, bovine serum albumin was immobilized on polyvinyl alcohol/gelatin films instead of bacteriorhodopsin. The films based on bacteriorhodopsin were illuminated by two orthogonal beams, green laser (vertical) and red laser (horizontal) for 10 minutes, then their absorbance spectrum was measured. The green and red lasers were irradiated to the bacteriorhodopsin film for writing data which lead to absorption peaks about 380 nm (Q state) and 640 nm (O state). Finally, the decrease in absorption at 380 nm was monitored after 15 minute radiation of 1 watt blue LED utilized to erase the data. Conclusion: As a conclusion, this matrix is suitable for immobilization of bacteriorhodopsin protein and can be used in optical memory devices

Özet

Amaç: Bakteriorodopsin, arkebakteri Halobacterium salinarum da bulunan yedi sarmallı zar proteinidir. Bakteriorodopsin filmlerin, holografik optik hafıza olarak performansı değerlendirildi. Gereç ve Yöntemler: Bakteriorodopsin, polimerik filmler üzerinde farklı ağırlık/hacim oranlarındaki polivinil alkol ve jelatin ile hareketsiz hale getirildi. Değişik konsantrasyonlardaki fosfat tamponunun (0.001 den 0.1 M a kadar) polivinil alkol / jelatin bileşimli filmlerin performansı üzerine etkileri çalışıldı. Bulgular: En iyi kalitedeki filmin 0.1 M fosfat tamponu ve % 0.001(w/v) polivinil alkol ve jelatin karışımından elde edildiği gösterildi. Kontrol olarak sığır serum albumini, bakteriorodopsin yerine polivinil alkol ve jelatin filmler üzerinde hareketsiz hale getirildi. Bakteriorodopsin kökenli filmler 10 dakika boyunca yeşil (dikey) ve kırmızı (yatay) lazer olan iki dik açılı ışın ile aydınlatıldı ve daha sonra absorbans spektrumu ölçüldü. 380 nm (Q durum) ve 640 nm (O durum) de absorpsiyon piklerine öncülük eden yeşil ve kırmızı lazerler, verileri yazmak için bakteriorodopsin filme ışınlandı. Son olarak, 380 nm'de verileri silmede kullanılabilecek, 1 vat mavi LED ışımasından 15 dakika sonra absorpsiyonda azalma gözlendi. Sonuç: Sonuç olarak bu anayapı bakteriorodopsin proteininin hareketsiz hale getirilmesi için uygundur ve optik hafıza cihazlarında kullanılabilir.