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拟南芥光敏色素A Pr状态下的低温电子显微镜揭示了头-头同源二聚体结构( Cryo-Electron Microscopy of Arabidopsis thaliana Phytochrome A in Its Pr State Reveals Head-to-Head Homodimeric Architecture )
Weixiao Yuan Wahlgren David Golonka Sebastian Westenhoff Andreas Mglich
光敏色素感受器依赖于红光和远红光的比例来调节植物的发育、生长和生理的重要适应。共价结合的bilin发色团的光触发Z/E异构化是光敏色素在红色吸收Pr态和远红色吸收Pfr态之间的光转换的基础。与细菌光敏色素相比，植物光敏色素C-端模块信号传递的分子机制及其调控机制尚不清楚，尤其是由于缺乏结构信息。为了解决这一缺陷，我们利用低温电子显微镜（cryo-EM）对拟南芥光敏色素A（AtphyA）进行了完整的研究。在大肠杆菌中进行异源表达后，我们优化了溶剂条件以克服蛋白聚集，从而获得了光化学活性的、接近均一的ATPHYA。我们制备了用于低温电镜分析AtphyA Pr态的网格，并进行了单粒子分析。所得的二维类平均数和三维电子密度图在17处显示了AtphyA的同源二聚体头对头组装。畴结构与电子密度的对接揭示了AtphyA同源二聚体在其光传感器和效应器模块的连接处的分离，这反映在MAP中间的一个大空隙中。AtphyA的整体结构与细菌光敏色素相似，暗示了这些受体之间在信号转导和机制上的共性。我们的工作为以后用低温电镜研究光敏色素的结构、光响应和相互作用奠定了基础。
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