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이원태 교수팀, 광유도 염화물펌프의 염이온 전달 경로 규명 관련 논문 (Science Advances) 발표 (First Author: 윤지혜)
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  • 2020-12-11 14:46:18

 

이원태 교수팀, 광유도 염화물펌프의 염이온 전달 경로 규명 관련 논문 (Science Advances) 발표 (First Author: 윤지혜)

 

 

https://advances.sciencemag.org/content/6/6/eaay2042/tab-pdf (Science Advances website)

https://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=hbs_treatise&id=61469&idauthorid=20727&ttype=0 (한빛사)

 

유도 이온펌프는 많은 미생물에서 발견이 되며 그들에게 있어 태양에너지는 그들의 활성을 유도하는 중요한 에너지 소스이다. 태양에너지를 세포의 에너지원으로 변환시키는데 있어 이들은 보존된 라이신 잔기에 공유 결합 되어있는 chromophore (retinal) 이용하는데, 빛에 의한  retinal isomerization 이온펌프의 구조 변화를 유도하여 펌핑 메커니즘을 조절한다. 또한 이들 근처의 protonated Schiff base (PSB) 이들이 펌핑 있는 이온의 종류를 결정한다.  양성자 펌프인 bacteriorhodopsin (BR) 염화물 펌프인 halorhodopsin (HR) 1970년대에 처음 발견되어 많은 연구가 진행되어왔다. 최근에 X-ray free electron laser (XFEL) 이용하여 BR proton pumping mechanism 밝혀지기도 하였지만 proton 경우 전자가가 낮아 X-ray crystallography 이용하여 전자맵을 확인 없는 제한성이 있었다. 결국, 이온 펌핑 단계에서의 proton pump 구조 변화를 식별할 수는 있었지만 실제 proton 펌핑 경로를 자세히 특정할 수는 없었다.

 

 

 

 

따라서 본 실험실에서는 최근에 밝혀진 새로운 PSB motif를 갖는 광 유도 염화물 펌프를 이용하여 실제 laser expose상태에서 단백질의 motioncryogenic 조건에서 trapping 시켜 단백질 구조 변화뿐 아니라 염화물 이온의 이동 경로를 실제 전자맵으로써 최초로 확인을 하였다. 또한 laser expose time과 에너지 레벨, 온도변화를 이용하여 ion pumping trapping 조건을 달리 함으로써 XFEL을 이용한 연구에서조차 보기 어려웠던 수준의 이온 펌핑 메커니즘을 원자 레벨 수준에서 밝혔다는 점에서 좋은 평가를 받았다. 관련 논문은 Science Advances에 발표 되었으며 관심이 있는 분들은 https://advances.sciencemag.org/content/6/6/eaay2042/tab-pdf에서 다운로드를 받아 볼 수 있다.

 

 

 

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