Characterization of Light-driven outward-sodium pump from DTG motif microbial rhodopsins
- 발행기관 서강대학교 단백질생화학 실험실
- 지도교수 정광환
- 발행년도 2018
- 학위수여년월 2018. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 생명과학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000063292
- UCI I804:11029-000000063292
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
미생물 로돕신은 이온 수송 및 이온 채널 등 빛에 의해 구동되는 능동 펌 프로서, 7회-막관통 레티날 결합 단백질이다. 미생물 로돕신에서 레티날은 쉬프 염기에 의해 나선-G에 부착되어있고 빛에 의해 활성화되는 동안 all-trans에서 13-cis로 전환된다. 레티날의 all-trans에서 13-cis 로의 광이성질화인 레티날의 구조 변화가 결국 이온 수송을 일으킨다. 최근 양성자 기질의 카르복시기가 없는 proteobacterial 양성자 펌핑 로돕신이 Pseudomonas, Pantoea, Asaia 및 Sphingomon-as 속에서 DTG motif 로돕신이라 명명한 새로운 이온 펌핑 로돕신 그룹이 발견되 었다. 본 연구에서는 DTG motif 미생물 로돕신 Methylobacterium populi CD11-7 (MpR)과 Methylobacterium gossipiicola GH-105 (MgR)를 발견했다. MpR과 MgR을 분광적으로 분석했으며, 최대 흡수파장은 각각 544 nm와 538 nm이었다. 양성자 전달 분석에서는 MpR과 MgR들이 나트륨 펌핑을 보여주었 으며, 야생형과 돌연 변이의 비교를 통해 나선-B의 Glu32/33과 Asp35가 나트륨 펌핑에서 중요한 잔 기임을 밝혔다.
more초록/요약
Microbial rhodopsin is a seven-transmembrane alpha-helix retinal-binding protein as sensory receptors, light-gated ion channels and light-driven active pumps. In microbial rhodopsins, retinal is attached to helix B by Schiff base and converted from all-trans to 13-cis while it is activated by light. It has been studied that proteobacterial proton-pumping rhodopsins which are carboxylic group of proton donor on cytoplasmic side are replaced and is named DTG motif rhodopsins derived from Pseudomonas, Pantoea, Asaia and Sphingomonas genus. Especially, these DTG motif rhodopsins act outwardly proton-pumping activity similar with BR in spite of loss of carboxylic group on proton donor which was replaced aspartate by glycine. In this study, we discovered Methylobacterium populi CD11-7 (MpR) and Methylobacterium gossipiicola GH-105 (MgR) which contain DTG motif. We characterized MpR and MgR spectrospically and they had the absorption maximum 544 nm and 538 nm, respectively. Furthermore, in the proton transfer assays, MpR and MgR were revealed as sodium ion pump, and through comparison of mutations with wild type, we suggest that Glu32/33 and Asp35 on helix B can convert sodium ion pumping.
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