pharaonis phoborhodopsin (ppR), a photophobic sensor of haloalkaliphilic bacteria, Natronobacterium phar-aonis, has retinal as a chromophore covalently bound to Lys in G-helix via a protonated Schiff base (PSB), as is the same as bacteriorhodopsin (bR). For ppR, the corresponding counter-ion is Asp residue (Asp75) located in C-helix. Here we investigated the influence of the protonated state of this counter-ion and its location on the chromophore configuration. Under alkaline condition, the chromophore configuration of D75E mutant was analyzed by HPLC. D75E had a much larger content of 13-cis isomer: the ratio of 13-cis to all-trans was 6:4 while the wild-type had this ratio of 1 :9. On the other hand, under acidic condition where Glu was associated, D75E had no 13-cis retinal isomer. Mutants whose Asp75 was replaced by neutral amino acids (D75N and D75Q) did not contain 13-cis retinal. Furthermore, retinal isomer compositions and the change in the visible ab- sorption spectra (indicating the dissociation state of Glu75) were measured under varying pH, and these were almost the same dependencies. These results indicate that an important factor determining the 13-cis isomer content is the presence of negative charge of the counter-ion against PSB, but not the size of this residue. Com- parison between the wild-type and D75E in alkaline solutions indicates the influence of the location of the counter-ion.
The absorption wavelength of the protonated retinal Schiff base can be controlled by the surrounding environment. An external anion is related to fine adjustment of the absorption wavelength. The addition of anion to retinochrome solution caused blue shift in spectra. The increase of the shift was dependent on the ion concentration. The large shift value was obtained as 20 nm at the saturated concentration of nitrate. The shift intensity for the nitrate addition exceeded that of chloride. Seemingly, it depends on the ionic strength or lyotropic character of the anion. However, neither of sulphate nor gluconate ion showed remarkable blue shift. These phenomena were accounted for with (1) delocalization of the positive charge in the conjugated polyene system, (2) ionic bonding strength between the counter ion (glutamate) and the proton, and/or (3) interaction of the added anion with the proton on Schiff base.
Picosecond time-resolved and static protein fluorescence spectra and absorption spectra of octopus rhodopsin, a photorecepting protein, are measured and compared with those of bacteriorhodopsin, a photon-induced proton pumping protein, to understand the protein conformations and functions of octopus rhodopsin and its deprotonated photocycle intermediate. The bluer and weaker absorption of retinal indicates that octopus rhodopsin is better in thermal noise suppression but less efficient in light harvesting than bacteriorhodopsin. The protein fluorescence of octopus rhodopsin shows the characteristic of Trp only and the uantum efficiency and lifetime variations may result primarily from variations in the coupling strength with the retinal. The stronger intensity by four times and larger red shift by 12 nm of fluorescence suggest that octopus rhodopsin has more open and looser structure compared with bacteriorhodopsin. Fluorescence decay profiles reveal two decay components of 300 ps (60%) and 2 ns (40%). The deprotonation of protonated Schiff's base increases the shorter decay time to 500 ps and enhances the fluorescence intensity by 20%. The fluorescence and its decay time from Trp residues near retinal are influenced more by the deprotonation. The increase of fluorescence intimates that protein structure becomes loosened and relaxed further by the deprotonation of protonated Schiff's base. The driving force of sequential changes initiated by absorption of a photon is too exhausted after the deprotonation to return the intermediate to the ground state of the begun rhodopsin form.
In vertebrate rhodopsins the glutamic acid at position 113 serves as a counterion to stabilize the protonated retinylidene Schiff base linkage and to shift the spectrum to the visible region. Invertebrate rhodopsins and retinochrome have the amino acid residue different from glutamic acid or asparatic acid at this position and therefore, these pigments may have a counterion at different position. We first investigated the counterion in retinochrome by site specific mutagenesis. The results showed that the counterion is the glutamic acid at position 181, where almost of all the pigments including vertebrate and invertebrate rhodopsins in the rhodopsin family have a glutamic acid or an aspartic acid. In vertebrate rhodopsins, however, Glu 181 does not act as a counterion, and the red-sensitive cone pigments have a histidine at this position, which serves as a chloride-binding site for red-shift of the absorption spectrum. These findings suggested that the role of Glu181 as a counterion may be weakened by the newly acquired counterion at position 113. Taken together with our recent studies on an invertebrate-type rhodopsin, the rhodopsin diversity was discussed from viewpoint of counterion.
A halophilic archaeon, Halobacterium salinarum, exhibits phototactic behaviors, by which the organism is guided to red-orange light and evades shorter wavelengths of light. The phototaxis is mediated by two retinal proteins, sensory rhodopsin I and II (SRI and SRII), whose structures are analogous to the cognate protein bacteriorhodopsin, a light-driven proton pump. SRI mediates both attractant and repellent swimming behaviors to orange light and near- UV light, respectively. The two different signaling through the single photoreceptor have been ascribed to the presence of two active structures of SRI (S$\_$373/ and P$\_$520), which are produced upon orange light illumination of SRI and upon subsequent near-UV illumination of S$\_$373/, respectively. In the present study, we have measured the difference FTIR spectra of S$\_$373/ and P$\_$520/ states. In P$\_$520/, the isomeric structure of the chromophore is assignable to all-trans, and the Schiff base of the chromophore is protonated with concomitant deprotonation of Asp76, a combination which allows for the formation of a salt bridge between them. It was suggested that the way of interaction between the Schiff base and the counterion, which is different among SRI$\_$587/, S$\_$373/ and P$\_$520/ and which has been shown to drive the conformational changes in the cognate protein, bacteriorhodopsin, is the key to controlling conformational changes for the attractant and the repellent signaling by SRI.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
/
v.20
no.1
/
pp.80-85
/
2007
We report the electro-optical properties of the sensory rhodopsin II using a near-field scanning microwave microscope(NSMM). Rhodopsin was known as a photoreceptor pigment with a retinal as a chromophore via a protonated Schiff base and consists of seven ${\alpha}-helical$ transmembrane segments. The sensory rhodopsin II, expressing E. coli UT5600 with endogenous retinal biosynthesis system and purified with $Ni^{-2}-NTA$ affinity chromatography in the presence of 0.02 % DM (Dodecyl Maltoside) from Natronomonas pharaonis. We measured the absorption spectra and the transients difference of sensory rhodopsin II from Natronomonas pharaonis using a UV/VIS spectrophotometer with Nd-Yag Laser (532 nm). The absorption spectra of NpSR II showed a typical rhodopsin spectrum with a left shoulder region and the photointermediates spectra of NpSR II-ground state (${\lambda}max=498\;nm$), NpSR II-M state (${\lambda}max=390\;nm$), and NpSR II-O state (${\lambda}max=550\;nm$) during the photocycle. The observed photocycle reaction was confirmed by measuring the microwave reflection coefficient $S_{11}$ at an operating frequency of f=3.93-3.95 GHz and compared with the results of a photocycle of NpSR II.
Alanine racemase catalyzes the interconversion of L-alanine and D-alanine and plays a crucial role in spore germination and cell wall biosynthesis. In this study, alanine racemase produced by Bacillus anthracis was expressed and purified as a monomer in Escherichia coli and the importance of lysine 41 in the cofactor binding octapeptide and tyrosine 270 in catalysis was evaluated. The native enzyme exhibited an apparent $K_m$ of 3 mM for L-alanine, and a $V_{max}$ of $295\;{\mu}moles/min/mg$, with the optimum activity occurring at $37^{\circ}C$ and a pH of 8-9. The activity observed in the absence of exogenous pyridoxal 5'-phosphate suggested that the cofactor is bound to the enzyme. Additionally, the UV-visible absorption spectra indicated that the activity was pH independece, of VV-visible absorption spectra suggests that the bound PLP exists as a protonated Schiff's base. Furthermore, the loss of activity observed in the apoenzyme suggested that bound PLP is required for catalysis. Finally, the enzyme followed non-competitive and mixed inhibition kinetics for hydroxylamine and propionate with a $K_i$of $160\;{\mu}M$ and 30 mM, respectively.
The kinetics of the acid-catalyzed hydrolysis of a series of 1-aryl-2-pyrrylideneaniline (3) have been studied in 20% MeOH solution using UV spectrophotometer. Substituents in 3 showed a relatively small effect, with hydrolysis facilitated by electron withdrawing group. By obtaing linear plots of $log k_{obs}$ against Hammett ${\sigma}$ constants, it was able to show that substituents had a considerable contribution to the aromaticity of pyrrole compounds. The small positive ${\rho}$ values were consistent with the rate-determining addition of water to the protonated schiff base in the buffer solution of pH 4 to 8, whereas the addition of water to the free imine seemed to be the rate-determining in the solution of acidities greater than pH 8.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.