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 enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Kustantaja
Volyymi
13
Numero
20
Sivut
4538-4542
ISSN
Julkaisufoorumi
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