Perturbation of the ground-state electronic structure of FMN by the conserved cysteine in phototropin LOV2 domains

文献情報

出版日 2008-09-30
DOI 10.1039/B810040C
インパクトファクター 3.676
著者

Rienk van Grondelle, Klaas J. Hellingwerf, Bruno Robert, John T.M. Kennis


原文を見る

要旨

In LOV2, the blue-light sensitive domain of phototropin, the primary photophysical event involves intersystem crossing (ISC) from the singlet-excited state to the triplet state. The ISC rate is enhanced in LOV2 as compared to flavin mononucleotide (FMN) in solution, which likely results from a heavy-atom effect of a nearby conserved cysteine, C450. Here, we applied fluorescence line narrowing (FLN), resonance Raman (RR) and Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy to investigate the electronic structure of FMN bound to Avena sativa LOV2 (AsLOV2), its C450A mutant and Adiantum LOV2 (Phy3LOV2). We demonstrate that FLN is the method of choice to obtain accurate vibrational spectra on highly fluorescent flavoproteins. The vibrational spectrum of AsLOV2-C450A showed small but significant shifts with respect to those of wild type AsLOV2 and Phy3LOV2, with a systematic down-shift of Ring I vibrations, upshifts of Ring II and III vibrations and an upshift of the C2O mode. These trends are similar to those in FMN model systems with an electron-donating group substituted at Ring I, known to induce a quinoid character to the electronic structure of oxidized flavin. Thus, enhancement of the ISC rate in LOV2 is induced through weak electron donation by the cysteine which mixes the FMN π-electrons with the heavy sulfur orbitals, manifesting itself in a quinoid character of the ground electronic state of oxidized FMN. The proximity of the cysteine to FMN thus not only enables formation of a covalent adduct between FMN and cysteine, but also facilitates the rapid electronic formation of the reactive FMN triplet state.

関連文献

Charge percolation in redox-active thin membrane hybrids of mesoporous silica and poly(viologens)

Simón Saint-André, Federico Albanese

2019-01-08 Paper

DOI: 10.1039/C8CP07192F

Catalytic polymerization of naphthalene by HF/BF3 super acid: an ab initio density functional theory study

Po-Yu Yang, Hsing-Yin Chen, Chia-Lin Chang, Gao-Shee Leu, Che-Hsin Lin

2018-08-18 Paper

DOI: 10.1039/C8CP02777C

Contents list

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/C9CP90003A

Anomalous molecular infiltration in graphene laminates

Riccardo Checchetto, Paolo Bettotti, Gianfranco Carotenuto, Werner Egger, Christoph Hugenschmidt, Antonio Miotello

2018-08-09 Paper

DOI: 10.1039/C8CP03879A

Charge-patching method for the calculation of electronic structure of polypeptides

Fu Ding, Lin-Wang Wang

2018-08-17 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01803K

A computational study on the tunability of woven covalent organic frameworks for photocatalysis

Li Yang, Ziye Wu, Jun Jiang, Guozhen Zhang

2018-08-20 Paper

DOI: 10.1039/C8CP04373F

Atomically thin NiB6 monolayer: a robust Dirac material

Xiao Tang, Weiguo Sun, Cheng Lu, Liangzhi Kou, Changfeng Chen

2018-11-28 Paper

DOI: 10.1039/C8CP05778H

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

四氢-3-呋喃羧酰胺を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

四氢-3-呋喃羧酰胺を含む廃棄物の処理は、まず安全に収集し、化学的処理または専門廃棄処理を行うことが推奨されます。高温焼却は一般的な選択肢ですが、環境保護の観点...

871677-92-8Tetrahydro-3-furanca...
化合物よくある質問

DIMETHYL 3-AMINO-2,5-THIOPHENEDICARBOXYLATEについて「に適用される法規ガイドラインは何ですか」

DIMETHYL 3-AMINO-2,5-THIOPHENEDICARBOXYLATE(CAS番号: 785803-74-9)は、GHS( Globally H...

785803-74-9Dimethyl 3-amino-2,5...
化合物よくある質問

5-フェニル-2,2'-ビピリジンはどのように合成されますか?

5-フェニル-2,2'-ビピリジンは、ピリジン環とフェニル基を有する化合物から合成されます。一般的な合成方法は、4-ブロミノ苯と2,2'-ビピリジンの窒素上的ウ...

156972-80-45-Phenyl-2,2'-bipyri...
化合物よくある質問

三溴甲基苯砜とは何ですか?

三溴甲基苯砜はCAS番号17025-47-7の化合物で、(Tribromomethyl)sulfonyl]benzeneと呼ばれています。この物質は、芳香族化合...

17025-47-7[(Tribromomethyl)sul...
化合物よくある質問

四氢吡喃-4,4-二甲酸二甲酯を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

四氢吡喃-4,4-二甲酸二甲酯の廃棄物は、専門の廃棄処理業者に委託して安全に処理することが推奨されます。具体的には、反応性の点から常温で保存し、容器は密閉状態で...

149777-00-4Dimethyl tetrahydro-...
化合物よくある質問

N-叔丁氧羰基-N-甲乙二胺はどのように合成されますか?

N-叔丁氧羰基-N-甲乙二胺は、N-叔丁氧羰基アミンとプロピニルアミンのジアミン反応により合成されます。反応は無機触媒なしで行え、選択性と収率は良好です。

121492-06-62-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

1,2-プロパンジオール-D6はどのように合成されますか?

1,2-プロパンジオール-D6は、プロパン-1,2-ジオールをD6同位体と交換反応を行うことで合成されます。この反応は触媒を必要とし、選択性と収率が良好です。

52910-80-21,2-Propane-d6-diol
化合物よくある質問

4,4'-異プロピルジキレートとは何ですか?

4,4'-異プロピルジキレートは、CAS番号7418-16-8の化合物で、4,4'-(2,2-プロパネディイル)ジシクロヘキサンカーボン酸は、白色の粉末またはク...

7418-16-84,4'-(2,2-Propanediy...
化合物よくある質問

2-メチル-2-プロパンチル (2S)-4-酸化-2-(1,3-チアゾリジン-3-イルカルベニル)-1-ピロリジンカルボキシレートの主な用途は何ですか?

この化合物は主に医薬品の開発に関与しており、特に抗炎症薬や神経保護剤の研究に利用されます。また、有機合成の中間体として工業製品の製造にも応用されることがあります...

401564-36-12-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

ナトリウム5'-O-{ヘキシロキシ[(ヘキシロキシフォスフィニルオキシ)フィロホスフィル]アデノシン}を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

ナトリウム5'-O-{ヘキシロキシ[(ヘキシロキシフォスフィニルオキシ)フィロホスフィル]アデノシン}を含む廃棄物は、適切な化学廃棄処理施設に引き渡す必要があり...

1172-42-5Sodium 5'-O-{hydroxy...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。