| Summary: | Fytokromit ovat punaista ja kaukopunaista valoa aistivia valosensoriproteiineja, jotka säätelevät valosta riippuvaisia prosesseja niin kasveissa, sienissä kuin bakteereissakin. Niillä on kaksi konformaatiota, Pfr- ja Pr-tila, joiden välillä ne vaihtavat reagoidessaan punaiseen ja kaukopunaiseen valoon. Bakteerifytokromit jaetaan kanonisiin ja bathy-fytokromeihin sen perusteella, mikä konformaatiotila on vakaa pimeässä. Kanonisilla fytokromeilla vakaa tila on Pr, kun taas bathy-fytokromeilla se on Pfr. Tässä tutkielmassa karakterisoitiin Sphingomonas glacialis -bakteerin fytokromi SgBphP1. Fytokromi puhdistettiin onnistuneesti jatkotutkimuksia varten. SgBphP1 määritettiin dimeeriseksi sekä punaisella että kaukopunaisella valolla valotettaessa. Sen aggregoitumista saatiin vähennettyä käyttämällä 2 mM DTT:tä. UV-vis-spektroskopia osoitti fotokonversion molempiin suuntiin, mutta punainen valo tuotti Pfr- ja Pr-tilan sekoituksen. SgBphP1 asettui +7 °C:n ja +25 °C:n välillä Pr- ja Pfr-tilan sekoitukseen, ja pimeäpalautuminen nopeutui sitä enemmän, mitä lämpimämmässä fytokromia pidettiin. Koska kumpikaan tila ei ollut yksinomainen pimeätila, SgBphP1 edustaa välimuotoa kanonisten ja bathyfytokromien välillä ja sijoittuu niin sanottuun bathy-like-alaluokkaan. Tämä selvitys SgBphP1:n fotokemiasta luo pohjan sen signaloinnin tutkimiselle sekä sen selvittämiselle, mitkä rakenteelliset ominaisuudet aiheuttavat sen välityyppisen tasapainotilan.
Phytochromes convert red/far-red light into biochemical signals that regulate physiological processes in plants, bacteria, and fungi. They switch between two conformations, a red light absorbing Pr state and a far-red light absorbing Pfr state, as a response to light. Depending on which state is the most stable in darkness, bacterial phytochromes are classified as prototypical (Pr ground state) or bathy (Pfr ground state). Here, I characterised SgBphP1, a bacteriophytochrome from Sphingomonas glacialis, to test how temperature affects its thermal reversion. SgBphP1 was determined to be dimeric under both red and far-red light, and aggregation was reduced with 2 mM DTT. UV-vis spectroscopy showed bidirectional photoconversion, but red light created only a partial accumulation of Pfr state. Thermal reversion assay in temperatures from +7 °C to +25 °C revealed a faster reversion speed at higher temperatures and a slightly higher Pfr:Pr ratio at lower temperatures. The end-point spectrum remained a mixed Pfr:Pr state, implying that neither state was an absolute ground state. The spectral characteristics place SgBphP1 between prototypical and bathy phytochromes to an intermediate bathy-like group, which is relatively unexplored. These initial photochemical data provide a foundation for testing whether SgBphP1 output module functions as a histidine kinase or phosphatase and mapping the molecular bases of the bathy-like ground state equilibrium.
|
|---|