SCI
SCIE
SCOPUS
Non-cryogenic structure of a chloride pump provides crucial clues to temperature-dependent channel transport efficiency
저자
Yun, Ji-Hye ; Li, Xuanxuan ; Park, Jae-Hyun ; Wang, Yang ; Ohki, Mio ; Jin, Zeyu ; Lee, Wonbin ; Park, Sam-Yong ; Hu, Hao ; Li, Chufeng ; Zatsepin, Nadia ; Hunter, Mark S. ; Sierra, Raymond G. ; Koralek, Jake ; Yoon, Chun Hong ; Cho, Hyun-Soo ; Weierstall, Uwe ; Tang, Leihan ; Liu, Haiguang ; Lee, Weontae
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
794-804(11쪽)
제공처
<P>Non-cryogenic protein structures determined at ambient temperature may disclose significant information about protein activity. Chloride-pumping rhodopsin (ClR) exhibits a trend to hyperactivity induced by a change in the photoreaction rate because of a gradual decrease in temperature. Here, to track the structural changes that explain the differences in CIR activity resulting from these temperature changes, we used serial femtosecond crystallography (SFX) with an X-ray free electron laser (XFEL) to determine the non-cryogenic structure of ClR at a resolution of 1.85 Å, and compared this structure with a cryogenic ClR structure obtained with synchrotron X-ray crystallography. The XFEL-derived ClR structure revealed that the all-<I>trans</I> retinal (ATR) region and positions of two coordinated chloride ions slightly differed from those of the synchrotron-derived structure. Moreover, the XFEL structure enabled identification of one additional water molecule forming a hydrogen bond network with a chloride ion. Analysis of the channel cavity and a difference distance matrix plot (DDMP) clearly revealed additional structural differences. B-factor information obtained from the non-cryogenic structure supported a motility change on the residual main and side chains as well as of chloride and water molecules because of temperature effects. Our results indicate that non-cryogenic structures and time-resolved XFEL experiments could contribute to a better understanding of the chloride-pumping mechanism of ClR and other ion pumps.</P>
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