Molecular Mechanism of Flavin Photoprotection by Archaeal Dodecin: Photoinduced Electron Transfer and Mg2+-Promoted Proton Transfer.
Molecular Mechanism of Flavin Photoprotection by Archaeal Dodecin: Photoinduced Electron Transfer and Mg2+-Promoted Proton Transfer.
复制标题
古细菌 Dodecin 黄素光保护的分子机制：光诱导电子转移和 Mg2 促进质子转移
DOI：
10.1021/acs.jpcb.7b08597
复制
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
A. Dreuw
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Scheurer;D. Brisker-Klaiman;A. Dreuw
光诱导的生化反应普遍受黄素衍生物的控制，黄素是多种细胞氧化还原反应中的关键参与者。黄素的光反应性也是它们的最大缺点之一，因为这些分子对光降解敏感。为了防止这种不利的反应，紫外线暴露的古细菌，如盐生盐杆菌，管理的任务，保护黄素衍生物的十二烷，一种蛋白质，储存黄素和有效的光保护他们。在这项研究中，我们阐明了光保护机制，即，用计算方法研究了十二烷酮对激发态猝灭的机理。分子动力学（MD）模拟解开了黄素结合口袋中的氢键网络作为质子转移的起始点后，前面的电子转移。使用高水平的从头计算量子化学方法，不同的质子转移通道进行了研究，并确定了一个能量上可行的Mg 2+促进通道，充分解释了以前的实验观察。这是第一次对古菌十二烷进行广泛的理论研究，进一步了解其光循环和操纵。
Photoinduced biochemical reactions are ubiquitously governed by derivatives of flavin, which is a key player in a manifold of cellular redox reactions. The photoreactivity of flavins is also one of their greatest disadvantages as the molecules are sensitive to photodegradation. To prevent this unfavorable reaction, UV-light-exposed archaea bacteria, such asHalobacterium salinarum, manage the task of protecting flavin derivatives by dodecin, a protein which stores flavins and efficiently photoprotects them. In this study, we shed light on the photoprotection mechanism, i.e., the excited state quenching mechanism by dodecin using computational methodology. Molecular dynamics (MD) simulations unraveled the hydrogen bond network in the flavin binding pocket as a starting point for proton transfer upon preceding electron transfer. Using high-level ab initio quantum chemical methods, different proton transfer channels have been investigated and an energetically feasible Mg2+-promoted channel has been identified fully explaining previous experimental observations. This is the first extensive theoretical study of archaeal dodecin, furthering the understanding of its photocycle and manipulation.
登录
查看更多内容
影响因子：
3.3
作者：
P. Song
通讯作者：
P. Song
评估偏振传播器代数图解构造方案中的受限虚拟空间近似以加速激发态计算
影响因子：
3
作者：
Chong Yang;A. Dreuw
通讯作者：
A. Dreuw
影响因子：
2.9
作者：
D. Truhlar;C. Mead
通讯作者：
D. Truhlar;C. Mead
影响因子：
5.6
作者：
Grininger, Martin;Seiler, Florian;Oesterhelt, Dieter
通讯作者：
Oesterhelt, Dieter
影响因子：
4.8
作者：
Meissner, Britta;Schleicher, Erik;Essen, Lars-Oliver
通讯作者：
Essen, Lars-Oliver