oka a fotoliázok és kriptokrómok funkciójában
tapasztalt jelentős eltérésnek. Tekintettel arra, hogy a
kriptokrómokban a FAD oxidált állapotban található meg, a
fotoliázokban pedig félig redukált állapotban, abból indultunk ki,
hogy a két fehérje működését a FAD redox állapota befolyásolja.
Martin Byrdin és Klaus Brettel kollégáim korábban arra a
következtetésre jutottak, hogy a FAD redox állapotát a flavin
gyűrűjéhez közel eső aminosav határozza meg (Balland et al., 2009).
Kriptokrómokban ez egy aszpartát, a fotoliázban pedig egy
aszparagin. Elsőként tehát létrehoztuk az N378D fotoliáz mutánst,
amelynek esetében az aszparagint egy aszpartátra cseréltük. Ennek
eredményeként a FAD oxidált állapotba került, szemben a vad típusnál
megfigyelt félig redukált állapottal.
Tekintettel arra, hogy a fényabszorpciót követő
elektrontranszfer kaszkád kevesebb mint 100 ps alatt megvalósul,
vizsgálatainkhoz tranziens abszorpciót és femtoszekundumos lézereket
– az impulzushossz tízezerszer rövidebb, mint a másodperc milliárdod
része – használtunk. (Ez érthető, ha arra gondolunk, hogy ha egy
gyorsan mozgó tárgyról akarunk fényképet készíteni, akkor a
zársebességnek nagyon rövidnek kell lennie, hogy a kép ne legyen
elmosódott).
Tranziens abszorpciós méréseink azt mutatták, hogy
a mutáns fotoliáz – amelynek esetében az aminosavcsere oxidált
állapotba vitte a FAD-t – fotociklusa jelentősen megváltozott, és
nagyon hasonló lett a kriptokrómoknál megismert fotociklushoz. Ez
gyakorlatilag arra utal, hogy az FAD redox állapotának
„kapcsolgatásával” megváltoztathatjuk a funkciót is.
Kulcsszavak: flavin, FAD, elektrontranszfer, fotoliáz,
kriptokróm, DNS-javítás, tranziens abszorpció, femtoszekundumos
lézerek
IRODALOM
Aubert, Corinne – Vos, M. H. – Mathis, P.
– Eker, A. P. – Brettel, K. (2000): Intraprotein Radical Transfer
during Photoactivation of DNA Photolyase. Nature. 405, 586–590.
DOI:10.1038/35014644
Balland, Véronique – Byrdin, M. – Eker, A.
P. – Ahmad, M. – Brettel, K. (2009): What Makes the Difference
between a Cryptochrome and DNA Photolyase? A Spectroelectrochemical
Comparison of the Flavin Redox Transitions. Journal of the American
Chemical Society. 131, 426–427. DOI: 10.1021/ja806540j
Byrdin, Martin – Lukacs A. – Thiagarajan,
V. – Eker, A. P. – Brettel, K. – Vos, M. H. (2010): Quantum Yield
Measurements of Short-lived Photoactivation Intermediates in DNA
Photolyase: Toward a Detailed Understanding of the Triple Tryptophan
Electron Transfer Chain. The Journal of Physical Chemistry A. 114,
3207–3214. DOI: 10.1021/jp9093589
Chaves, Inês – Pokorny R. – Byrdin, M. –
Hoang, N. – Ritz, T. – Brettel, K. – Essen, L-O. – van der Horst, G.
T. J. – Batschauer, A. – Ahmad, M. (2011): The Cryptochromes: Blue
Light Photoreceptors in Plants and Animals. Annual Review of Plant
Biology. 62, 335–364. DOI: 10.1146/annurev-arplant-042110- 103759
Dodson, Charlotte A. – Hore, P. J. –
Wallace, M. I. (2013): A Radical Sense of Direction: Signalling and
Mechanism in Cryptochrome Magnetoreception. Trends Biochem. Sci. 38,
435–446. DOI:10.1016/j.tibs.2013.07.002
Lukacs Andras – Eker, A. P. M. – Byrdin,
M. – Brettel, K. – Vos, M. H. (2008): Electron Hopping through the
15 A Triple Tryptophan Molecular Wire in DNA Photolyase Occurs
within 30 ps. Journal of the American Chemical Society. 130,
14394–1435. DOI: 10.1021/ja805261m
Lukacs Andras – Eker, A. P. – Byrdin, M. –
Villette, S. – Pan, J. – Brettel, K. – Vos, M. H. (2006): Role of
the Middle Residue in the Triple Tryptophan Electron Transfer Chain
of DNA Photolyase: Ultrafast Spectroscopy of a Trp-->Phe Mutant. The
Journal of Physical Chemistry B. 110, 15654–1568. DOI:
10.1021/jp063686b
|