生物钟果蝇隐色素光感蛋白的结构变化

摘要

目的:通过对果蝇隐色素(dCry)蛋白的结构进行深入研究，寻找与光还原相关的结构区域和重要残基，阐明这些结构对dCry光感受功能的影响。方法:利用分子克隆技术构建表达质粒。培养表达菌株，使用镍亲和层析法纯化目的蛋白，通过光谱法分析蛋白性质。蛋白部分酶解及质谱分析，找到对蛋白酶敏感的位点，分析蛋白光照前后的结构变化。结果:找到与C末端尾(CTT)相邻的(Arg430)位点，与阴离子半醌(asq)的形成相对应，是CTT释放的良好指标。这种光诱导构象在25℃黑暗中的半衰期为15 min。Trp残基替换苯丙氨酸后，光还原受到抑制作用。光诱导的体内降解实验显示，与野生型dCry的0 min组相比，超过一半的野生型dCry在光照40 min后被降解(P<0.001);与dCry截短体缺失CTT(dCT)的0 min组相比，无论光照与否，dCT截短体在体内都是不稳定的(P<0.05);与dCry突变体W420F的0 min组相比，在持续光照40 min后，W420F突变体略有降解(P<0.01)。结论:dCry是一种含黄素的光感受器，光照时CTT的释放是dCry光感应的关键步骤。在有光的情况下，CTT的蛋白水解敏感性增加，黄素更多地暴露于氧化还原剂。CTT的去除使dCry不稳定，dCry还催化光诱导自身的降解。

关键词

隐色素 / 黄素蛋白 / 电子转移 / 氧化还原电势

基金资助

国家自然科学基金面上项目(32271287,31971199)