追踪欧洲知更鸟隐花色素 4 突变体中的电子转移级联
化学物理
2023-05-19 v1 生物物理
摘要
候鸟感知微弱地磁场这一神秘能力的首要步骤，据推测是这些鸟视网膜中隐花色素黄素蛋白内光诱导形成的长寿命、磁敏感的自由基对。黄素发色团吸收蓝光触发了一系列跨四联色氨酸链向黄素受体的顺序电子转移步骤。最近能够表达夜行性迁徙欧洲知更鸟（Erithacus rubecula）的隐花色素 4（ErCry4），并将色氨酸残基逐个替换为氧化还原惰性的苯丙氨酸，为探索电子转移链中各个色氨酸残基的作用提供了前景。在此，我们比较了野生型 ErCry4 及其四个在链不同位置具有苯丙氨酸残基的突变体的超快瞬态吸收光谱。在突变体中我们观察到，链中前三个色氨酸残基各自为瞬态吸收数据增添了一个独特的弛豫分量（时间常数分别为 0.5、30 和 150 ps）。具有末端苯丙氨酸残基的突变体中的动力学与野生型 ErCry4 非常相似，只是长寿命自由基对的浓度降低。实验结果结合 Marcus-Hopfield 理论进行了评估和讨论，提供了对跨色氨酸链顺序电子转移的完整微观认识。我们的结果为研究黄素蛋白自由基对中的自旋输运和动态自旋关联提供了一条途径。
引用
@article{arxiv.2205.10393,
title = {Tracking the Electron Transfer Cascade in European Robin Cryptochrome 4 Mutants},
author = {Daniel Timmer and Daniel C. Lünemann and Anitta R. Thomas and Anders Frederiksen and Jingjing Xu and Rabea Bartölke and Jessica Schmidt and Antonietta De Sio and Ilia A. Solovyov and Henrik Mouritsen and Christoph Lienau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.10393},
year = {2023}
}