The Gluopsins: Opsins without the Retinal Binding Lysine.
The Gluopsins: Opsins without the Retinal Binding Lysine.
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DOI：
10.3390/cells11152441
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发表时间：
2022-08-06
期刊：
影响因子：
6
通讯作者：
Bok, Michael J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guhmann, Martin;Porter, Megan L.;Bok, Michael J.
关键词：
视蛋白让我们看到。它们是g蛋白偶联受体，作为配体结合，在第七跨膜结构域与赖氨酸共价结合。这使得视蛋白对光敏感。赖氨酸是如此保守，以至于它被用来定义一个序列为视蛋白，因此系统发育的视蛋白重建会丢弃任何没有它的序列。然而，最近发现视蛋白不仅具有光感受器的功能，还具有化学感受器的功能。对于化学接受，赖氨酸是不需要的。因此，我们想知道：在进化过程中是否存在失去赖氨酸的视蛋白？为了找到这样的视蛋白，我们建立了一个自动管道来重建一个大规模的视蛋白系统发育。该管道编译和比对来自公共资源的序列，重建系统发育，修剪不良序列，并将结果树可视化。我们最后的视蛋白系统发育是迄今为止最大的，有4956个视蛋白。其中有一个由33个视蛋白组成的分支，赖氨酸被谷氨酸取代。因此，我们称它们为gluopsin。视蛋白主要是蜻蜓视蛋白和蝴蝶视蛋白，与rgr视蛋白和视色素密切相关。和那些一样，它们有一个衍生的NPxxY基序。然而，它们的具体功能是什么，还有待观察。
Opsins allow us to see. They are G-protein-coupled receptors and bind as ligand retinal, which is bound covalently to a lysine in the seventh transmembrane domain. This makes opsins light-sensitive. The lysine is so conserved that it is used to define a sequence as an opsin and thus phylogenetic opsin reconstructions discard any sequence without it. However, recently, opsins were found that function not only as photoreceptors but also as chemoreceptors. For chemoreception, the lysine is not needed. Therefore, we wondered: Do opsins exists that have lost this lysine during evolution? To find such opsins, we built an automatic pipeline for reconstructing a large-scale opsin phylogeny. The pipeline compiles and aligns sequences from public sources, reconstructs the phylogeny, prunes rogue sequences, and visualizes the resulting tree. Our final opsin phylogeny is the largest to date with 4956 opsins. Among them is a clade of 33 opsins that have the lysine replaced by glutamic acid. Thus, we call them gluopsins. The gluopsins are mainly dragonfly and butterfly opsins, closely related to the RGR-opsins and the retinochromes. Like those, they have a derived NPxxY motif. However, what their particular function is, remains to be seen.
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