Fluorescenční regenerační protein - Fluorescence recovery protein

Fluorescenční regenerační protein
Identifikátory
OrganismusSynechocystis sp. PCC 6803
SymbolFRP
Alt. symbolyslr1964
PDB4JDX
UniProtP74103

Fluorescenční regenerační protein (FRP) je malý protein podílející se na regulaci nefotochemické kalení v sinice. Zabraňuje hromadění červené fotoaktivované formy oranžový karotenoidový protein (OCP), čímž se snižuje množství zhášení fluorescence, ke kterému dochází mezi OCP a phycobilisome anténní komplexy.[1] Interaguje s C-terminál doména OCP, která sdílí homologii s Nadrodina NTF2.[2]

Funkce

FRP je konstitutivně aktivní, oba in vivo a in vitro. Je schopen zabránit hašení fykobilin fluorescence pomocí OCP in vitro.[3]Nadměrná exprese FRP v Synechocystis PCC 6803 vede k absenci zhášení fluorescence.[4] Deleční mutanti FRP vykazují mírně vyšší stupeň zhášení fluorescence vyvolané silným modrozeleným světlem, ale nebyli schopni obnovit hladiny fluorescence, když byli přeneseni do slabého osvětlení nebo do tmy.[1]

Struktura

Protein je celý alfa-helikální a proteinová struktura z Synechocystis byla vyřešena v roce 2013, což ukazuje jak a dimer stejně jako a tetramer forma ve stejném krystalu použitém pro rentgenovou difrakci.[2] Předpokládá se, že dimer je aktivní forma. Ve struktuře tetrameru je prodloužena jedna z alfa helixů, což narušuje strukturu konzervované části aminokyselin, která je považována za Aktivní stránky. Z těchto konzervovaných zbytků byl histidin v poloze 53 a arginin Ukázalo se, že zbytek v poloze 60 je nezbytný pro aktivitu. Mutace v několika dalších zbytcích v této náplasti vedly ke špatné expresi a srážení, stejně jako ke ztrátě aktivity.

Genomika

Gen pro FRP se běžně vyskytuje bezprostředně za OCP, i když mezi OCP a FRP se občas vyskytuje gen B-karotenketolasy podobný CrtW. Gen FRP je transkribován nezávisle z OCP v Synechocystis 6803 a tedy lokus OCP / FRP není považován za operon.[1]

Hypotézy

  • Tetramerizace může deaktivovat část FRP a mohla by tak sloužit jako regulační přepínač umožňující výskyt NPQ. K tomu může dojít strukturálními změnami způsobenými rozdíly v buněčném pH nebo redoxu, ke kterým obvykle dochází při vysokém světelném stresu.[2]
  • FRP může spustit inaktivaci OCP shromážděním dvou domén OCP zpět dohromady, ačkoli nebyla detekována žádná interakce s N-terminální doménou OCP.
  • FRP může ovlivnit karotenoid tím, že převede OCP zpět do neaktivní oranžové formy.

Reference

  1. ^ A b C Boulay C, Wilson A, D'Haene S, Kirilovsky D (červen 2010). „Identifikace proteinu požadovaného pro obnovení plné kapacity antény ve fotoprotektivním mechanismu souvisejícím s OCP u sinic“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 107 (25): 11620–5. doi:10.1073 / pnas.1002912107. PMC  2895087. PMID  20534537.
  2. ^ A b C Sutter M, Wilson A, Leverenz RL, Lopez-Igual R, Thurotte A, Salmeen AE, Kirilovsky D, Kerfeld CA (červen 2013). „Krystalová struktura FRP a identifikace aktivního místa pro modulaci fotoprotekce zprostředkované OCP u sinic“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 110 (24): 10022–7. doi:10.1073 / pnas.1303673110. PMC  3683793. PMID  23716688.
  3. ^ Gwizdala M, Wilson A, Kirilovsky D (červenec 2011). „Rekonstituce cyprobakteriálního fotoprotektivního mechanismu zprostředkovaného oranžovým karotenoidovým proteinem in Synechocystis PCC 6803 in vitro“. Rostlinná buňka. 23 (7): 2631–43. doi:10.1105 / tpc.111.086884. PMC  3226224. PMID  21764991.
  4. ^ Gwizdala M, Wilson A, Omairi-Nasser A, Kirilovsky D (březen 2013). „Charakteristika proteinu Synechocystis PCC 6803 pro získání fluorescence, který se účastní fotoprotekce“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - bioenergetika. 1827 (3): 348–54. doi:10.1016 / j.bbabio.2012.11.001. PMID  23159727.