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一种存在点突变的缺陷型质子泵——细菌视紫红质Asp96突变为Asn,可被叠氮化物完全重新激活。

A defective proton pump, point-mutated bacteriorhodopsin Asp96----Asn is fully reactivated by azide.

作者信息

Tittor J, Soell C, Oesterhelt D, Butt H J, Bamberg E

机构信息

Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried, FRG.

出版信息

EMBO J. 1989 Nov;8(11):3477-82. doi: 10.1002/j.1460-2075.1989.tb08512.x.

Abstract

Addition of azide fully restored the proton pump activity of defective bacteriorhodopsin (BR) mutant protein Asp96----Asn. The decay time of M of BR Asp96----Asn, the longest living intermediate, was decreased from 500 ms at pH 7.0 to approximately 1 ms under conditions of saturating azide concentrations. This decay was faster than the decay of M in the wild-type, where no such azide effect was detectable. Stationary photocurrents, measured with purple membranes immobilized and oriented in a polyacrylamide gel, increased upon addition of azide up to the level of the wild-type. Different small anions of weak acids restored the pump activity with decreasing affinity in the order: cyanate greater than azide greater than nitrite greater than formiate greater than acetate. The activation energy of the M decay in the mutant was higher in the presence (48 kJ/mol) than in the absence (27 kJ/mol) of 100 mM azide even though the absolute rate was dramatically increased by azide. This effect of azide is due to the substitution of a carboxamido group for a carboxylic group at position 96 which removes the internal proton donor and causes an increase in the entropy change of activation for proton transfer which is reversed by azide.

摘要

叠氮化物的添加完全恢复了有缺陷的细菌视紫红质(BR)突变蛋白Asp96→Asn的质子泵活性。BR Asp96→Asn最长寿命中间体M的衰减时间从pH 7.0时的500毫秒在叠氮化物浓度饱和的条件下降至约1毫秒。这种衰减比野生型中M的衰减更快,在野生型中未检测到这种叠氮化物效应。用固定并取向于聚丙烯酰胺凝胶中的紫色膜测量的稳态光电流在添加叠氮化物后增加到野生型水平。不同的弱酸小阴离子以递减的亲和力恢复泵活性,顺序为:氰酸盐>叠氮化物>亚硝酸盐>甲酸盐>乙酸盐。即使叠氮化物使绝对速率显著增加,但在存在100 mM叠氮化物的情况下,突变体中M衰减的活化能(48 kJ/mol)高于不存在叠氮化物时(27 kJ/mol)。叠氮化物的这种效应是由于96位的羧基被羧酰胺基取代,这消除了内部质子供体,并导致质子转移活化熵变增加,而叠氮化物可使其逆转。

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