Mechanisms of inward transmembrane proton translocation

细菌视紫红质 化学 化学物理 质子输运 生物物理学 电化学梯度 光遗传学 质子 纳米技术 生物 生物化学 材料科学 物理 核物理学 神经科学
作者
Kirill Kovalev,Fedor Tsybrov,Alexey Alekseev,Vitaly Shevchenko,Dmytro Soloviov,Sergey A. Siletsky,Gleb Bourenkov,Michael Agthe,Marina Nikolova,David von Stetten,Roman Astashkin,Sergey Bukhdruker,Igor Chizhov,Antoine Royant,Alexander Kuzmin,Ivan Gushchin,Riccardo Rosselli,Francisco Rodríguez‐Valera,Nikolay Ilyinskiy,Andrey Rogachev
出处
期刊:Nature Structural & Molecular Biology [Springer Nature]
卷期号:30 (7): 970-979 被引量:17
标识
DOI:10.1038/s41594-023-01020-9
摘要

Proton transport is indispensable for cell life. It is believed that molecular mechanisms of proton movement through different types of proton-conducting molecules have general universal features. However, elucidation of such mechanisms is a challenge. It requires true-atomic-resolution structures of all key proton-conducting states. Here we present a comprehensive function-structure study of a light-driven bacterial inward proton pump, xenorhodopsin, from Bacillus coahuilensis in all major proton-conducting states. The structures reveal that proton translocation is based on proton wires regulated by internal gates. The wires serve as both selectivity filters and translocation pathways for protons. The cumulative results suggest a general concept of proton translocation. We demonstrate the use of serial time-resolved crystallography at a synchrotron source with sub-millisecond resolution for rhodopsin studies, opening the door for principally new applications. The results might also be of interest for optogenetics since xenorhodopsins are the only alternative tools to fire neurons. Using structural, functional and spectroscopic investigations of a bacterial inward proton-pumping rhodopsin, Kovalev et al. reveal its molecular mechanism and show how proton wires mediate ion selectivity and direct proton transport through cell membrane.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
英姑应助miku1采纳,获得10
1秒前
bbsalapao发布了新的文献求助10
3秒前
YukiXu发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
dyx发布了新的文献求助10
5秒前
曾经宛秋发布了新的文献求助10
5秒前
mmluo完成签到,获得积分10
6秒前
默默善愁发布了新的文献求助10
6秒前
Mry完成签到,获得积分10
7秒前
小蘑菇应助HZn采纳,获得10
7秒前
苹果易真完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
充电宝应助wu采纳,获得30
8秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
9秒前
11秒前
科研通AI6.3应助TT采纳,获得10
11秒前
爱笑的山灵完成签到,获得积分10
12秒前
Zhang发布了新的文献求助10
14秒前
科研通AI2S应助突突突采纳,获得10
14秒前
14秒前
17秒前
复杂从梦完成签到,获得积分10
17秒前
shubo完成签到,获得积分10
17秒前
李爱国应助妮妮采纳,获得10
17秒前
18秒前
搜集达人应助Mry采纳,获得10
18秒前
19秒前
空山新雨完成签到,获得积分10
19秒前
晨晨完成签到 ,获得积分10
20秒前
呆萌雪晴发布了新的文献求助10
20秒前
Khr1stINK发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
常淼淼发布了新的文献求助10
21秒前
无昵称完成签到,获得积分10
22秒前
漆漆发布了新的文献求助10
24秒前
科研小趴菜完成签到,获得积分10
24秒前
miku1发布了新的文献求助10
24秒前
HZn发布了新的文献求助10
25秒前
虚拟的黄蜂完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6025305
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7661919
关于积分的说明 16178888
捐赠科研通 5173438
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2768218
邀请新用户注册赠送积分活动 1751624
关于科研通互助平台的介绍 1637702