スピンラベル付きバクテリアホドプシンの光周期中の構造変化の時間解像度検出

科学分野:

• バイオケミストリー バイオケミストリー
• 構造生物学 構造生物学とは
• 写真生物学 写真生物学

背景:

• バクテリアホドプシン (Bacteriorhodopsin) は,エネルギー伝導に不可欠な光駆動型陽子ポンプである.
• その光サイクルメカニズムを理解するには,構造的動態と機能的中間物質を相関させる必要があります.

研究 の 目的:

• バクテリアホドプシンにおけるその光周期中の局所的な形状の変化を調査する.
• 光学的に観測された中間物質を特定の分子運動と結びつける.

主な方法:

• サイト・ディレクテッド・ミュータゲネシスにより,特定の位置にシステイン残留物を導入する (72, 101, 105).
• システイン残留物のスピンラベル付け.
• 電子パラマグネティック共振 (EPR) スペクトロスコーピーは,光周期中のスペクトル変化を監視します.

主要な成果:

• 残留量72および105のスピンラベルのEPRスペクトルは,光サイクル中の時間に関係なく存在した.
• 残留101のスピンラベルのEPRスペクトルは,時間依存の変化を示した.
• これらのスペクトルの変化は,M中間物質の崩壊と基底状態の回復と相関していた.

結論:

• 移動は,おそらくC-DまたはE-Fの螺旋間ループで,光サイクル中の残留物101で発生します.
• この動きは,アスパルテート96.6のプロトネーション変化と一致しています.
• この研究は,光学的に定義された光サイクル中間物質と,バクテリアホドプシンにおける局所化された構造動態を関連付けています.