天冬氨酸116在光驱质子泵古紫质-4中的作用研究

作者：王菲; 赵欣

来源：基因组学与应用生物学, 2022, 41(Z1): 1914-1926.

DOI：10.13417/j.gab.041.001914

• 古紫质-4
• 光驱质子泵
• 天冬氨酸116
• 视黄醛及类胡萝卜素发色团
• 光循环动力学及质子泵功能

古紫质-4(archaerhodopsin-4, aR4)是一种存在于嗜盐菌(Halobacterium sp.)XZ515细胞膜上含有类胡萝卜素发色团的细菌类光敏受体蛋白，与细菌视紫红质(bacteriorhodopsin, bR)具有类似的三聚结构和光驱质子泵功能。已有研究表明，bR蛋白D螺旋上具有保守性的天冬氨酸115(aspartic acid 115, D115)的去质子化会影响其质子泵功能，但其等位残基D116在aR4中的作用尚未见报道，特别是与D螺旋存在相互作用的类胡萝卜素发色团是否会对其功能存在影响更不得而知。本研究通过基因定点突变技术将aR4中的D116突变为极性不同的N116和A116以及bR的等位突变，采用紫外-可见光吸收光谱、闪光光解光谱和酸碱滴定等方法对比研究D115/D116突变对bR和aR4结构及光循环动力学的影响。研究结果表明，D116在aR4中的作用与D115在bR中的作用有所不同，且受类胡萝卜素发色团菌红素的影响。本研究有助于进一步认识含类胡萝卜素发色团的光敏受体蛋白D螺旋和菌红素的作用，同时也为研究其他双发色团微生物视紫红质家族蛋白的结构功能提供依据。

• 单位
  华东师范大学