undefined

The Photocycle of Bacteriophytochrome Is Initiated by Counterclockwise Chromophore Isomerization

Julkaisuvuosi

2022

Tekijät

Morozov, Dmitry; Modi, Vaibhav; Mironov, Vladimir; Groenhof, Gerrit

Tiivistelmä

Photoactivation of bacteriophytochrome involves a cis–trans photoisomerization of a biliverdin chromophore, but neither the precise sequence of events nor the direction of the isomerization is known. Here, we used nonadiabatic molecular dynamics simulations on the photosensory protein dimer to resolve the isomerization mechanism in atomic detail. In our simulations the photoisomerization of the D ring occurs in the counterclockwise direction. On a subpicosecond time scale, the photoexcited chromophore adopts a short-lived intermediate with a highly twisted configuration stabilized by an extended hydrogen-bonding network. Within tens of picoseconds, these hydrogen bonds break, allowing the chromophore to adopt a more planar configuration, which we assign to the early Lumi-R state. The isomerization process is completed via helix inversion of the biliverdin chromophore to form the late Lumi-R state. The mechanistic insights into the photoisomerization process are essential to understand how bacteriophytochrome has evolved to mediate photoactivation and to engineer this protein for new applications.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Morozov Dmitry Orcid -palvelun logo

Groenhof Gerrit Orcid -palvelun logo

Modi Vaibhav Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

13

Numero

20

Sivut

4538-4542

Julkaisu­foorumi

61353

Julkaisufoorumitaso

3

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Kemia

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdysvallat (USA)

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1021/acs.jpclett.2c00899

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä