|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Первичные реакции родопсина Exiguobacterium Sibiricum (ESRтезисы доклада
- Авторы: Смитиенко О.А., Фельдман Т.Б., Петровская Л.Е., Некрасова О.В., Яковлева М.А., Шелаев И.В., Гостев Ф.Е., Черепанов Д.А., Долгих Д.А., Кольчугина И.Б., Надточенко В.А., Кирпичников М.П., Островский М.А.
- Сборник: VI Съезд биофизиков России, г. Сочи, 16-21 сентября, 2019
- Тезисы
- Год издания: 2019
- Первая страница: 656
- Аннотация: ESR – родопсин почвенной эубактерии Exiguobacterium sibiricum, являющийся светозависимым протонным насосом, входит в состав семейства микробиальных родопсинов и гомологичен бактериородопсину (bR), протеородопсину (pR) и ксантородопсину (xR). Поглощение света ESR приводит к изомеризации хромофора ретиналя из полностью-транс в 13-цис форму и запускает ряд конформационных изменений белка, замкнутых в фотоцикл, кинетические характеристики которого, как и в pR, зависят от рН. Впервые были исследованы первичные стадии фотоцикла рекомбинантного ESR в мономерной форме методом «возбуждение-зондирование» фемтосекундной абсорбционной лазерной спектроскопии в спектральном диапазоне 400-900 нм c временным разрешением 25 фс при рН 7.5. Также было проведено сравнение динамики первичных реакций ESR с наиболее изученным в настоящее время ретиналь-содержащим белком бактериородопсином в нативной тримерной (bRtrim) и рекомбинантной мономерной (bRrec) формах. Было показано, что в ESR наблюдается образование первичных интермедиатов, аналогичных интермедиатам I, J и K bR. Разложение дифференциальных спектров фотоиндуцированного поглощения ESR, bRrec и bRtrim на всех временах зондирования на Гауссианы, моделирующие различные состояния, участвующие в первичных реакциях, позволило определить спектральные и кинетические характеристики интермедиатов фотоцикла. В сигналах поглощения всех исследуемых белков были выявлены две коротковолновые и две длинноволновые полосы поглощения из возбужденного состояния, которые были приписаны S1→S3 и S1→Sn переходам, что подтверждается данными по исследованию ретиналя в газовой фазе. Были определены максимумы поглощения интермедиатов I, J и K, а также времена их образования и распада. Время распада возбужденного состояния ESR (интермедиата I482) двухкомпонентно и составило ~ 0.7 и 4 пс. Время образования первого продукта с изомеризованным ретиналем J587 составило ~ 0.7 пс, переход в следующий продукт K571 – ~ 7 пс, а образование исходного состояния – ~ 0.9 и 3.4 пс. Для bR были получены аналогичные данные, но с меньшими временами: время распада возбужденного состояния составило ~ 0.45 и 1.5 пс (bRtrim) и ~ 0.6 и 3 пс (bRrec); время образования продукта J – 0.3 пс (bRtrim) и 0.8 пс (bRrec); переход в продукт K – 1 пс (bRtrim) и 1.4 пс (bRrec); а переход в исходное состояние – 0.3 и 2.3 (bRtrim) и 0.6 и 5 пс (bRrec). Быстрая временная компонента распада возбужденного состояния была приписана реакционному пути, ведущему через коническое пересечение S1/S0 поверхностей потенциальной энергии к образованию продукта J и исходного белка. Медленная компонента, вероятно, связана с нереакционным путем, ведущим только к образованию исходного белка. Этот путь может отражать наличие в образцах небольшого количества белка с особой конформацией хромофорного центра белка и ретиналя, которая не позволяет ему изомеризоваться в 13-цис форму. Таким образом, можно заключить, что динамика первичных реакций ESR очень близка bR и по своим временным характеристикам сравнима с bRrec, который также находится в мономерной форме. Работа поддержана Российским Фондом Фундаментальных Исследований No. 17-00-00165 КОМФИ и No. 18-015-00305 (экспериментальная часть); No. 17-00-00166 (теоретическая часть).
- Добавил в систему: Фельдман Татьяна Борисовна