Glutamine rotamers in BLUF photoreceptors: a mechanistic reappraisal.
Glutamine rotamers in BLUF photoreceptors: a mechanistic reappraisal.
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BLUF 光感受器中的谷氨酰胺旋转异构体：机械重新评估。
DOI：
10.1021/jp400437x
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
T. Domratcheva
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
A. Udvarhelyi;T. Domratcheva
使用 FAD (BLUF) 光感蛋白结构域的蓝光由独特的光反应激活，导致黄素发色团周围发生氢键重排。氢键开关的化学结构是一个长期存在的争论：两个主要假设假定保守谷氨酰胺残基的旋转而不是互变异构。尽管进行了大量的实验和计算研究，但迄今为止解决这一争论的尝试还没有结果。在这里，我们提出了暗态和光态结构以及光激活过程的物理标准，以使用量子化学计算评估现有的 BLUF 模型。具有 pdb 代码 1YRX 的晶体结构的谷氨酰胺旋转异构体分配不满足我们的标准，因为平衡分子间力后，1YRX 中的谷氨酰胺旋转异构体与实验密度不相容。我们确定了 1YRX 谷氨酰胺旋转异构体分配不正确的机制争议的根源。此外，我们还发现，在 BLUF 暗状态下，谷氨酰胺侧链可以在没有光激活的情况下旋转。最后，我们证明互变谷氨酰胺与我们的标准和对 BLUF 光态的观察是一致的。
The blue light using FAD (BLUF) photosensory protein domain is activated by a unique photoreaction that results in a hydrogen-bond rearrangement around the flavin chromophore. The chemical structure of the hydrogen bond switch is a long-standing debate: The two main hypotheses postulate rotation as opposed to tautomerization of a conserved glutamine residue. Attempts to resolve the debate were inconclusive so far, despite numerous experimental and computational studies. Here we propose physical criteria for the dark and light state structures as well as for the light-activation process to evaluate existing models of BLUF using quantum-chemical calculations. The glutamine rotamer assignment of the crystal structure with the pdb code 1YRX does not satisfy our criteria because after equilibrating the intermolecular forces the glutamine rotamer in 1YRX is incompatible with the experimental density. We identified the root of the mechanistic controversy in the incorrect glutamine rotamer assignment of 1YRX . Furthermore, we show that the glutamine side chain may rotate without light activation in the BLUF dark state. Finally, we demonstrate that the tautomerized glutamine is consistent with our criteria and observations of the BLUF light state.
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BLUF 域中黄素红外光谱的 DFT/MM 描述
DOI：
10.1021/jp2043637
发表时间：
2011
期刊：
The journal of physical chemistry. B
影响因子：
--
作者：
S Bauer;G Mathias;P. Tavan
通讯作者：
P. Tavan
影响因子：
4.8
作者：
Mathes, Tilo;van Stokkum, Ivo H. M.;Kennis, John T. M.
通讯作者：
Kennis, John T. M.
影响因子：
64.8
作者：
Barends, Thomas R. M.;Hartmann, Elisabeth;Schlichting, Ilme
通讯作者：
Schlichting, Ilme
影响因子：
15
作者：
Lukacs, Andras;Haigney, Allison;Tonge, Peter J.
通讯作者：
Tonge, Peter J.
影响因子：
2.9
作者：
Anderson, S;Dragnea, V;Bauer, C
通讯作者：
Bauer, C