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Signal transduction in light-oxygen-voltage receptors lacking the active-site glutamine

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00006654
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-6654-4

Titelangaben

Dietler, Julia ; Gelfert, Renate ; Kaiser, Jennifer ; Borin, Veniamin ; Renzl, Christian ; Pilsl, Sebastian ; Ranzani, Américo Tavares ; García de Funtes, Andrés ; Gleichmann, Tobias ; Diensthuber, Ralph P. ; Weyand, Michael ; Mayer, Günter ; Schapiro, Igor ; Möglich, Andreas:
Signal transduction in light-oxygen-voltage receptors lacking the active-site glutamine.
In: Nature Communications. Bd. 13 (2022) Heft 1 . - No. 2618.
ISSN 2041-1723
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1038/s41467-022-30252-4

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Abstract

In nature as in biotechnology, light-oxygen-voltage photoreceptors perceive blue light to elicit spatiotemporally defined cellular responses. Photon absorption drives thioadduct formation between a conserved cysteine and the flavin chromophore. An equally conserved, proximal glutamine processes the resultant flavin protonation into downstream hydrogen-bond rearrangements. Here, we report that this glutamine, long deemed essential, is generally dispensable. In its absence, several light-oxygen-voltage receptors invariably retained productive, if often attenuated, signaling responses. Structures of a light-oxygen-voltage paradigm at around 1 Å resolution revealed highly similar light-induced conformational changes, irrespective of whether the glutamine is present. Naturally occurring, glutamine-deficient light-oxygen-voltage receptors likely serve as bona fide photoreceptors, as we showcase for a diguanylate cyclase. We propose that without the glutamine, water molecules transiently approach the chromophore and thus propagate flavin protonation downstream. Signaling without glutamine appears intrinsic to light-oxygen-voltage receptors, which pertains to biotechnological applications and suggests evolutionary descendance from redox-active flavoproteins.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: Photobiology; Signal processing; X-ray crystallography; Mechanism of action
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften; Biologie
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Biochemie II - Photobiochemie > Lehrstuhl Biochemie II - Photobiochemie - Univ.-Prof. Dr. Andreas Möglich
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Biochemie I - Proteinbiochemie der Signaltransduktion
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Biochemie II - Photobiochemie
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-6654-4
Eingestellt am: 15 Sep 2022 09:51
Letzte Änderung: 18 Nov 2022 06:43
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/6654

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