검색 상세

Characterization of Proteorhodopsin Homologues and Dioxygenase from Various Aquatic Microbes

초록/요약

Proteorhodopsins (PRs), seven-helix integral membrane proteins that use retinal as a chromphore, transport proton from the cytoplamic (CP) to the extracellular (EC) side. Since PR was first discovered in marine ？？-proteobacteria, similar types of rhodopsins have been found in various habitats including ocean. The two subgroups of PRs are a green-absorbing proteorhodopsin (GPR) and a blue-absorbing proteorhodopsin (BPR). In this study, I characterized several photochemical properties of PR homologue from Vivbrio sp. AND4. The gene encoded a polypeptide of 242 amino acids, with a molecular weight of 26 KDa. I observed proton pumping activity when it absorbs light energy. The AND4 PR has Asp90 and Glu101 amino acid which serve as the proton acceptor and donor, respectively. Glu101 is the proton donor to show proton pumping activity and flash induced M intermediate formation. Many diverse PR genes also have been detected in marine environment up to now. More than 13% of the bacteria in the photic zone are contacting microbial rhodopsins. I found opsin genes from isolated metagenome from aquatic environment (Han River, Geum River and Vietnam Halong Bay), that have the same or similar to GPR and BPR and flavorhodopsin homologues in conserved region. The blh gene in Flavobacter dokdonensis encodes an enzyme that cuts ？]-carotene to retinal. It was confirmed that there is an enhanced enzyme activity compared to ？？-proteobacterial Blh protein by using HPLC analysis.

more

초록/요약

발색단으로 레티날을 가지고 7-transmembrane helical 단백질인 프로티오로돕신은 수소 이온을 막 내부로부터 외부로 이동시킨다. 프로티오로돕신이 바다 세균에서 처음으로 발견된 이후로, 이와 비슷한 광화학적 성질을 가진 로돕신이 해양을 포함한 여러 서식처에서 발견되었고 두 개의 하위 패밀리로 흡광도에 따라 녹색프로티오로돕신과 청색프로티오로돕신으로 나뉜다. 본 연구에서는, 비브리오 종 AND4에서 얻은 로돕신의 광화학적 성질을 파악했다. 비브리오 옵신 유전자는 242개의 아미노산 폴리펩티드로 분자량이 약 26 KDa으로 이루어져 있다. 이 로돕신은 프로티오로돕신과 마찬가지로 빛을 받았을 때 실제로 수소 운반능력이 있음을 확인하였고, AND4 PR은 수소 수용체와 수소 공여체 자리에 각각 D90과 E101 아미노산을 가지고 있었으며, D90이 수소 공여체라는 것을 돌연변이를 통해 수소이온 운반 정도와 Flash induced M 중간체 형성 양상을 보임으로써 밝혔다. 해양 유광층 미생물의 13%가 프로티오로돕신을 갖는 박테리아로 밝혀졌으며, 민물에서 광감지단백질인 로돕신의 생존이 가능할 것으로 가정하여 연구를 시작했다. 민물(한강, 금강 그리고 베트남 하롱베이)에서 분리한 메타게놈으로부터 동일하거나 유사한 녹색프로티오로돕신과 청색프로티오돕신을 발견했다. 또한, conserved region인 helix C와 F사이만 유사한 플라보로돕신 유전자도 발견했다. 플라보박터 독도넨시스 로돕신에서 베타-카로틴을 잘라 레티날을 만드는 기능을 갖는 효소인 blh 유전자가 발견되었으며 분리된 Blh 단백질은 프로티오박테리아 유래의 Blh 단백질보다 증가된 효소활성을 가지고 있음을 HPLC 분석을 통해 확인하였다.

more
반출 Meta View 목록