Suppr超能文献

基于机制的 LOV 结构域光感受器的调谐。

Mechanism-based tuning of a LOV domain photoreceptor.

机构信息

Department of Chemistry and Chemical Biology, Cornell University, Ithaca, New York, USA.

出版信息

Nat Chem Biol. 2009 Nov;5(11):827-34. doi: 10.1038/nchembio.210. Epub 2009 Aug 30.

Abstract

Phototropin-like LOV domains form a cysteinyl-flavin adduct in response to blue light but show considerable variation in output signal and the lifetime of the photo-adduct signaling state. Mechanistic studies of the slow-cycling fungal LOV photoreceptor Vivid (VVD) reveal the importance of reactive cysteine conformation, flavin electronic environment and solvent accessibility for adduct scission and thermal reversion. Proton inventory, pH effects, base catalysis and structural studies implicate flavin N(5) deprotonation as rate-determining for recovery. Substitutions of active site residues Ile74, Ile85, Met135 and Met165 alter photoadduct lifetimes by over four orders of magnitude in VVD, and similar changes in other LOV proteins show analogous effects. Adduct state decay rates also correlate with changes in conformational and oligomeric properties of the protein necessary for signaling. These findings link natural sequence variation of LOV domains to function and provide a means to design broadly reactive light-sensitive probes.

摘要

光受体 LOV 结构域中的类光敏素结构域在蓝光响应下形成半胱氨酸-黄素加合物,但在输出信号和光加合物信号状态的寿命方面存在很大差异。对真菌 LOV 光受体 Vivid(VVD)的慢循环的机制研究揭示了反应性半胱氨酸构象、黄素电子环境和溶剂可及性对于加合物断裂和热反转的重要性。质子库存、pH 效应、碱基催化和结构研究表明黄素 N(5)去质子化是恢复的速率决定步骤。VVD 中 Ile74、Ile85、Met135 和 Met165 活性位点残基的取代将光加合物的寿命改变了四个数量级以上,而其他 LOV 蛋白中的类似变化也显示出类似的效果。加合物状态衰减速率也与信号所需的蛋白质构象和寡聚性质的变化相关。这些发现将 LOV 结构域的自然序列变异与功能联系起来,并提供了设计广泛反应性的光敏感探针的方法。

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