網膜 基 の 陽子 ポンプ は,赤外線 近く で 動作 する
Srividya Ganapathy1, Hanka Venselaar2, Que Chen3
1Leiden Institute of Chemistry, Leiden University , 2333 CC Leiden, The Netherlands.
Journal of the American Chemical Society
|January 18, 2017
まとめ
研究者らは,プロテオロドプシンのような赤色シフトプロトンポンプのためのMMARを含む新しい網膜アナログを開発した. この画期的な発見により 近赤外線光による活動が可能になり 光遺伝学とバイオテクノロジーの応用が拡大しました
科学分野:
- 生物化学
- 分子生物学
- バイオ物理学
背景:
- プロテオロドプシン (PR) とグロオバクター・ロドプシン (GR) は可視光で活性化される陽子ポンプである.
- 吸収スペクトルを700nmを超えてシフトすることは光遺伝学とセンサー技術にとって不可欠です.
研究 の 目的:
- 赤移り網膜の類似体と変異を用いて,ロドプシンのスペクトル特性とポンプ活性を調べる.
- 新しい用途でロドプシン吸収スペクトルの重要な赤色シフトを達成する.
主な方法:
- 3-メチラミノ-16-ノール-1,2,3,4-デヒドロレチナル (MMAR) を含む新型網膜類別を合成し,試験した.
- PR-D212N,F234Sの二重変異を含むロドプシン変異体との結合MMAR.
- 可視光と近赤外線で測定されたスペクトル特性と陽子ポンプ活性.
主要な成果:
- MMARは,すべてのテストされたロドプシン変種で,吸収を850〜950nmまで拡張して,重要な赤色シフトを誘導しました.
- MMAR/PR-D212N,F234Sの組み合わせは,吸い込み最大で前例のない200nmの赤偏移を達成しました.
- MMARを含むホロプロテインは,近赤外線 (730 nm) 照明下での持続的なプロトンポンプ活性を示した.
結論:
- MMARは,網膜タンパク質の強力な赤色移転アナログです.
- この研究は 網膜のタンパク質で 最大の赤色偏移を報告しています
- MMARベースのロドプシンが初めて近赤外線下での有意な陽子ポンプ活性を示し,合成生物学と生体物理学の新しい道を開きます.
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