• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.308-310
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• 2002

Bacteriorhodopsin (bR) and halorhodopsin (hR), which exist in the membrane of Halobacterium salinarum, are light-driven ion pumps. In spite of high similarity of primary and tertiary structures between bR and hR, these membrane proteins transport different ions, proton and chloride, in the opposite direction. From alignment of the amino acid sequences, Thr-89 of bR is homologous to Ser-l15 of hR from Halobacterium salinarum (shR). X-ray structure of shR has revealed that OH group of this residue directly interacts with CI$\^$-/ Thus, Ser-lI5 of shR is expected to play an important role in CI$\^$-/ binding and transport. In this study, we expressed wild type hR from Natronobacterium pharaonis (PhR) and Sl30A, which corresponds to Ser-l15 of shR, in E. coli in order to clarify binding affinity of chloride ion and photocycle reactions. From the titration with CI$\^$-/, affinity of Sl30A became quite lower than that of WT (WT 6 mM, Sl30A 89 mM). Furthermore, from the flash photolysis with pulse laser of λ$\_$max/ at 532 nm, the reaction rate of SI30A from 0 intermediate to hR ground state was found to become apparently slower than that of WT. The singular value decomposition (SVD) and global fitting analyses of the photocycles were performed to identify all photointermediates and determine the reaction rates.

• 미생물학회지
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• 제47권1호
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• pp.22-29
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• 2011

Chromophore로 레티날(vitamin A)을 사용하는 막 단백질인 로돕신은 7개의 막 단백질로 이루어진다. 최근 광화학/생물리학 측정 방법이 다양해지면서, 그에 따른 새로운 특성도 함께 다양하게 보고되고 있다. 하지만, 다양한 측정 환경에 따른 그 광화학/생물리학 특성의 차이점에 대한 비교연구는 없는 상태이다. 첫째, 빛 에너지를 이용하여 수소 이온 펌프 역할 하는 것으로 잘 알려져 있는 roteorhodopsin (PR)은 해양 proteobacteria에서 발견 되었다. 둘째, 한 오페론에서 14 kDa 전달자와 같이 발현되면서 신호 전달 기능을 하는 Anabaena sensory rhodopsin (ASR)이 있다. 이에 본 연구에서는 이 두 미생물 로돕신을 이용하여 다양한 조건에서 그 차이를 살펴보았다. 각 단백질이 막에 끼어 있는 상태(membrane state), polyacrylamide gel에 고정되어 있는 상태, nonionic detergent일종인 DDM (n-dodecyl-${\beta}$-D-maltopyranoside)과, OG (octyl-${\beta}$-D-glucopyranoside)에 녹아 있는 상태, 좀더 자연상태와 유사한 환경을 위해 단백질만 깨끗하게 정제한 다음 다시 Escherichia coli의 지질인 DOPC (1,2-didecanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine)에 재조립한 상태, 이렇게 5가지 조건에서 각각의 광화학/생물리학 특징을 흡수스펙트럼(absorption spectrum), 빛-어둠 차이 흡수스펙트럼(light-induced difference spectrum), 포토사이클(photocycle)을 측정하였다. 그 결과 DDM에 녹아 있는 PR과 ASR에서 각 다른 파장에서 M과 O state와 같은 선명한 photointermediate를 가지고, 가장 signal/noise 비율이 좋았다. 본 연구를 통해 막단백질의 다양한 측정 환경에 대한 그 특성의 차이점을 살펴봄으로써 앞으로 다양한 종류의 로돕신 연구에 기초 기반이 될 것으로 사료된다.