【摘要】：光驅(qū)動質(zhì)子泵是一類以視黃醛為主要發(fā)色團(tuán)的七-跨膜光敏受體蛋白,其功能是利用質(zhì)子由胞內(nèi)輸送到胞外所形成的氫離子濃度梯度,通過ATP的合成將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。本研究以細(xì)菌古紫質(zhì)-4(archaerhodopsin-4,a R4)為研究對象,旨在探究位于視黃醛結(jié)合口袋的芳香性殘基酪氨酸186(Y186)對其質(zhì)子泵功能以及能量轉(zhuǎn)換效率的影響。利用重疊延伸PCR技術(shù)構(gòu)建Y186F~L33-a R4突變體,并通過紫外-可見光吸收光譜、動力學(xué)瞬態(tài)吸收光譜以及ATP生成率測定等手段,對RC~L33-a R4(recombinant a R4)和Y186F~L33-a R4突變體進(jìn)行對比研究。研究表明,相較于RC~L33-a R4,Y186F~L33-a R4突變體的紫外-可見光譜最大吸收峰發(fā)生了4 nm的藍(lán)移,M中間態(tài)壽命延長了約5倍,O中間態(tài)壽命則延長了約2倍,同時突變之后造成了質(zhì)子泵功能的明顯減弱。此外,相較于重組RC~L33-a R4菌株,Y186F~L33-a R4突變體菌株的ATP生成率約降低了36.5%。因此可以判定,位于視黃醛結(jié)合口袋的Y186是一個對質(zhì)子傳輸和能量轉(zhuǎn)換起重要作用的芳香性殘基
[Abstract]:Photo-driven proton pump is a kind of seven-transmembrane Guang Min receptor protein with retinoic aldehyde as the main chromophore. Its function is to convert light energy into chemical energy through the synthesis of ATP using hydrogen ion concentration gradient formed by proton transport from intracellular to extracellular. The aim of this study was to investigate the effects of aromatic residue tyrosine 186 (Y186) on the proton pump function and energy conversion efficiency of aracerhodopsin-4 (Archaerhodopin-4). Y186F~L33-a R4 mutants were constructed by overlapping extended PCR technique. The RC~L33-a R4 (recombinant a R4) and Y186F~L33-a R4 mutants were compared by UV-Vis absorption spectra, kinetic transient absorption spectra and ATP formation rate. The results show that the intermediate lifetime of blue shift M is about 5 times longer than that of RC~L33-a R _ 4 Y186FN L33-a R _ 4 mutants, but it is about 2 times longer than that of RC~L33-a R _ 4 Y186F _ (33-a) R _ 4 mutants, and the maximum absorption peak of UV-Vis spectrum occurs at 4 nm, and the intermediate lifetime of blue shift M increases by about 5 times. At the same time, the proton pump function was obviously weakened after the mutation. In addition, the ATP production rate of the recombinant RC~L33-a R4 mutant Y186FN L33-a R4 was about 36.5% lower than that of the recombinant strain Y186FN L33-a R4. Thus, it can be determined that the Y186 located in the retinaldehyde binding pocket is an aromatic residue that plays an important role in proton transport and energy conversion.
【作者單位】： 華東師范大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院上海市磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21475045)資助
【分類號】：Q78

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本文編號：2151918