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Updated: Jul 5, 2026
11:51
Engineering 'Golden' Fluorescence by Selective Pressure Incorporation of Non-canonical Amino Acids and Protein Analysis by Mass Spectrometry and Fluorescence
Published on: April 27, 2018
Fotoisomerización y transferencia de protones en la proteína amarilla fotoactiva
Michael J Thompson1, Donald Bashford, Louis Noodleman
1Department of Molecular Biology, MB4, Skaggs Institute for Chemical Biology, The Scripps Research Institute, 10550 N. Torrey Pines Rd., La Jolla, CA 92037, USA.
Journal of the American Chemical Society
|July 3, 2003
Resumen
Los estudios computacionales revelan nuevos conocimientos sobre el fotociclo de la proteína amarilla fotoactiva (PYP). Aclaramos los primeros intermedios y desafiamos las teorías existentes sobre la dinámica de la protonación de cromóforos.
Área de la Ciencia:
- La biofísica es la biofísica.
- Química computacional es la química computacional.
- La espectroscopia es una técnica de espectroscopia.
Sus antecedentes:
- La proteína amarilla fotoactiva (PYP, por sus siglas en inglés) es un fotosensor bacteriano que utiliza un cromóforo de tioester de para-coumarilo.
- El fotociclo de PYP implica cambios conformacionales iniciados por la absorción de luz azul.
- Estudios anteriores tienen incertidumbres con respecto a los primeros intermediarios del fotociclo y la protonación de cromóforos.
Objetivo del estudio:
- Para investigar computacionalmente los primeros intermedios del fotociclo PYP.
- Para resolver las controversias entre los datos estructurales y las mediciones espectroscópicas.
- Para dilucidar la fotoisomerización de cromóforos y la dinámica de transferencia de protones.
Principales métodos:
- Se empleó la teoría funcional de densidad dependiente del tiempo (TDDFT).
- Los cálculos incluyeron perfiles de energía para la fotoisomerización y la transferencia de protones.
- Las energías de excitación se calcularon para identificar los intermediarios del fotociclo.
Principales resultados:
- La superficie de energía potencial calculada para la fotoisomerización se alinea con los parámetros espectrales experimentales.
- La energía de excitación computarizada apoya la asignación de un intermedio criogénicamente atrapado a PYP (B) (I) (0).
- Las diferencias en los espectros PYP (B) a diferentes temperaturas se explican por el estado de protonación de los cromóforos.
Conclusiones:
- El intermedio PYP(B) presenta un cromóforo predominantemente desprotonado a temperatura ambiente, lo que desafía las creencias anteriores.
- El cromóforo del intermedio PYP(L) se determina por computación que está desprotonado, de acuerdo con los experimentos.
- La movilidad de protones entre Glu46 y el cromóforo es más alta de lo que se pensaba anteriormente, lo que afecta la comprensión intermedia de PYP.
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