Light signal transduction pathway from flavin chromophore to the J alpha helix of Arabidopsis phototropin1.
Light signal transduction pathway from flavin chromophore to the J alpha helix of Arabidopsis phototropin1.
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从黄素发色团到拟南芥趋光素1 J α 螺旋的光信号转导途径。
DOI：
10.1016/j.bpj.2008.12.3924
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发表时间：
2009
影响因子：
3.4
通讯作者：
H. Kandori
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Atsushi Yamamoto;T. Iwata;Yoshiaki Sato;D. Matsuoka;S. Tokutomi;H. Kandori
在植物蓝光传感器向光素中，发色 LOV 结构域的照明会导致丝氨酸/苏氨酸激酶结构域的激活。黄素单核苷酸 (FMN) 是两个 LOV 结构域（LOV1 和 LOV2）中的发色团分子，但只有 LOV2 负责激酶激活。先前的研究报道了连接到 LOV2 C 末端的额外螺旋 (Jαhelix) 对于向光素功能的重要作用；然而，Jαhelix 如何影响 LOV2 光诱导的结构变化仍不清楚。在这项研究中，我们通过傅里叶变换红外光谱比较了在 Jαhelix 不存在（LOV2-core）和存在（LOV2-Jα）的情况下 Arabidopsisphot1 的 LOV2 结构域的光诱导蛋白质结构变化。在生理温度（≥260 K）下，仅在 LOV2-Jα 的酰胺-I 区域（1650 (−)/1625 (+) cm−1）观察到突出峰，对应于 α 螺旋的结构扰动。峰因功能上重要的氨基酸的点突变而减少，例如 FMN 和 β-折叠之间的 Phe-556、与 FMN 形成氢键的 Gln-575 以及 Jα 螺旋上的 Ile-608。因此，我们得出结论，光信号是通过这些氨基酸从 FMN 传递的，并最终改变了拟南芥中 LOV2 核心和 Jαhelix 之间的相互作用。
In the plant blue-light sensor phototropin, illumination of the chromophoric LOV domains causes activation of the serine/threonine kinase domain. Flavin mononucleotide (FMN) is a chromophore molecule in the two LOV domains (LOV1 and LOV2), but only LOV2 is responsible for kinase activation. Previous studies reported an important role of an additional helix connected to the C-terminal of LOV2 (Jαhelix) for the function of phototropin; however, it remains unclear how the Jαhelix affects light-induced structural changes in LOV2. In this study we compared light-induced protein structural changes of the LOV2 domain ofArabidopsisphot1 in the absence (LOV2-core) and presence (LOV2-Jα) of the Jαhelix by Fourier-transform infrared spectroscopy. Prominent peaks were observed only in the amide-I region (1650 (−)/1625 (+) cm−1) of LOV2-Jαat physiological temperatures (≥260 K), corresponding to structural perturbation of theα-helix. The peaks were diminished by point mutation of functionally important amino acids such as Phe-556 between FMN and theβ-sheet, Gln-575 being hydrogen-bonded with FMN, and Ile-608 on the Jαhelix. We thus conclude that a light signal is relayed from FMN through these amino acids and eventually changes the interaction between LOV2-core and the Jαhelix inArabidopsisphot1.
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