Punaista valoa aistivan reseptoriproteiinin eli fytokromin rakenne sekä pimeässä että valoaktivoidussa muodossa on selvitetty.
Deinococcus radiodurans -bakteerin fytokromin (DrBphP) rakenteen avasivat Jyväskylän yliopiston tutkijat kollegoineen. Tutkimuksen julkaisi Nature-lehti.
Kokopitkän fytokromin rakennetta on pyritty jo aiemmin saamaan selville monin keinoin, muun muassa proteiinikristallografian avulla. Keinoista ei kuitenkaan ole ollut apua, vaan rakenne on pysynyt tähän asti salaisuutena.
”Tämän takia päätimme kokeilla elektronimikroskopiaa rakenteen selvittämiseksi”, taustoittaa dosentti Heikki Takala vihdoin onnistunutta suoritusta.
Uutta tietoa proteiinien sisäisestä tiedonsiirrosta
Kryoelektronimikroskopian (kryo-EM) ansiosta tutkijat näkivät, että DrBphP-fytokromi on pimeässä tilassaan symmetrinen ja selkeärakenteinen dimeeri.
Valotetussa tilassa fytokromin signaloiva osa histidiinikinaasi muuttui epäsymmetriseksi ja rakenteeltaan liikkuvaksi. Vastoin aiempia oletuksia valon laukaisemat muutokset fytokromin valoa aistivassa osassa olivat pieniä, mutta sen sijaan ne kasvoivat huomattavasti signaloivassa osassa.
Fytokromin rakenteet pimeässä ja valotetussa tilassa. Kuva Jyväskylän yliopisto
Tulokset osoittavat, että näennäisen pienet muutokset proteiinin säätelyosassa voivat muuttaa proteiinin biokemiallista aktiivisuutta ja johtaa suuriin rakennemuutoksiin muualla proteiinissa.
”Tämä antaa tärkeää tietoa proteiinien sisäisestä signaalinvälityksestä”, tähdentää professori Janne Ihalainen Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden laitoksesta.
Monien proteiinien toiminta perustuu niiden sisäiseen signaalinvälitykseen.
Tärkeä proteiiniperhe
Kasvit ja bakteerit sopeutuvat ympäröiviin valo-olosuhteisiin monenlaisten valoreseptoriproteiinien avulla. Fytokromit ovat proteiiniperhe, joka aistii punaista ja kaukopunaista valoa.
Fytokromien toimintaa on tutkittu paljon, mutta niiden biologisesti merkitsevien rakenteiden ymmärtäminen on vielä vähäistä.
(Kuva Pixabay) Valoa aistivia fytokromeja on kasveilla, bakteereilla ja levillä. Kasveilla fytokromit vaikuttavat esimerkiksi itämiseen, kukintaan ja talveentumiseen.
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tärkeimmät tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista.
Arvomme uusien uutiskirjetilaajien kesken yhden yön kylpyläloman kahdelle.
Lue lisää ja tee tilaus täällä.
P.S. Oletko kemian seurojen jäsen? Jos haluat uutiskirjeemme myös vuonna 2023, käy uusimassa tilauksesi täällä.
