超快速的,遥控的质子反应使植物染色体的结构变化成为可能
Madan Kumar Shankar1,2,3, Lukas Grunewald2, Weixiao Yuan Wahlgren1,4
1Department of Chemistry and Molecular Biology, University of Gothenburg, 40530 Gothenburg, Sweden.
光活性蛋白使用一种新的质子转移机制. 一个保存的histidine残留物传递光刺激,使蛋白质矩阵内的快速信号转导成为可能.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 结构生物学 结构生物学
- 摄影化学的使用.
背景情况:
- 光活性蛋白依赖于精确的染色体蛋白相互作用.
- 质子转移反应,就像质子合电子转移一样,是已知的合机制.
- 可能存在未被发现的质子失位机制.
研究的目的:
- 为了研究光刺激能量转移在植物染色体中的机制.
- 在光活性蛋白中阐明新的质子转移途径.
- 了解光刺激信号如何在蛋白质矩阵中转化.
主要方法:
- 五秒晶体学以捕捉动态结构变化.
- 分子建模以模拟和解释观察到的重排.
- 五秒红外光谱仪用于独立确认质子动态.
主要成果:
- 一个五秒钟的电影显示了一个节省空间的D环旋转在兴奋状态.
- 一个键网络的重新排列发生在300 fs内.
- 鉴定出histidine-260的质子转移是染色体异构化之前的关键事件.
结论:
- 提出了一种涉及histidine-260的"遥控"质子转移机制.
- 这种机制迅速将光刺激传递给蛋白质基质.
- 这种质子转移途径可能是酶中信号转导的广泛机制.
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