果蝇隐（花）色素光感受机理的研究现状

作者：姚鹏程; 郑伟; 周志强; 徐蕾^*

来源：激光生物学报, 2020, 29(05): 399-412.

• 果蝇隐(花)色素
• 黄素蛋白
• 生物钟
• 光感受
• 作用光谱

隐(花)色素(Cry)是一类具有调控基因表达及生物节律功能的黄素蛋白,其与光修复酶(photolyase)具有高度同源性。果蝇隐(花)色素(dCry)属于动物I型隐(花)色素,在果蝇生物钟系统中起到光受体的作用。在结构上,dCry蛋白包含N末端光修复酶同源区以及C末端尾巴结构。dCry的光修复酶同源区可以结合黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)辅酶,并且存在色氨酸(Trp)三(四)联体的电子传递路径。dCry的C末端尾巴结构可以通过类似底物结合光修复酶的方式结合到dCry的光修复酶同源区中的口袋结构上。在光照条件下,dCry结合的FAD辅酶可接受经Trp三(四)联体传递的电子,从而被光还原。然后,C末端尾巴可能从口袋结构中弹出,使dCry构象变化,进而通过蛋白的相互作用向下游传递信号。目前关于dCry光感受的机理及其信号状态学术界尚有争论。有观点认为,氧化型dCry经光还原后形成的阴离子自由基型是信号激活状态;而另一种观点则认为,dCry中阴离子自由基型FAD为基态,在光作用下进一步形成的激发状态才是信号激活状态,才能导致构象变化。而作用光谱的研究则揭示了dCry的信号激活状态可能并不局限于FAD的光还原作用,且不同波长的光对dCry的影响不同。本文将对dCry蛋白在果蝇生物钟系统中的功能及其结构特性进行介绍,并综述光感受机理和信号状态的研究进展,为深入研究dCry的生理功能和作用机理提供理论参考。

• 单位
  皖南医学院