Local water sensing: water exchange in bacterial photosynthetic reaction centers embedded in a trehalose glass studied using multiresonance EPR

文献情報

出版日 2017-09-25
DOI 10.1039/C7CP03942E
インパクトファクター 3.676
著者

Anna Nalepa, Marco Malferrari, Wolfgang Lubitz, Anton Savitsky


原文を見る

要旨

Using isotope labeled water (D2O and H217O) and pulsed W-band (94 GHz) high-field multiresonance EPR spectroscopies, such as ELDOR-detected NMR and ENDOR, the biologically important question of detection and quantification of local water in proteins is addressed. A bacterial reaction center (bRC) from Rhodobacter sphaeroides R26 embedded into a trehalose glass matrix is used as a model system. The bRC hosts the two native radical cofactor ions (primary electron donor) and (primary electron acceptor) as well as an artificial nitroxide spin label site-specifically attached to the surface of the H-protein domain. The three paramagnetic reporter groups have distinctly different local environments. They serve as local probes to detect water molecules via magnetic interactions (electron–nuclear hyperfine and quadrupole) with either deuterons or 17O nuclei. bRCs were equilibrated in an atmosphere of different relative humidities allowing us to control precisely the hydration levels of the protein. We show that by using oxygen-17 labeled water quantitative conclusions can be made in contrast to using D2O which suffers from proton–deuterium exchange processes in the protein. From the experiments we also conclude that dry trehalose operates as an anhydrobiotic protein stabilizer in line with the “anchorage hypothesis” of bio-protection. It predicts selective changes in the first solvation shell of the protein upon trehalose–matrix dehydration with subsequent changes in the hydrogen-bonding network. Changes in hydrogen-bonding patterns usually have an impact on the global function of a biological system.

関連文献

Understanding the anion disorder governing lithium distribution and diffusion in an argyrodite Li6PS5Cl solid electrolyte

Taegon Jeon, Gyeong Ho Cha, Sung Chul Jung

2023-12-04 Paper

DOI: 10.1039/D3TA06069A

Contents list

2024-01-22 Front/Back Matter

DOI: 10.1039/D4GC90009J

A new selection criterion for voltage windows of aqueous zinc ion hybrid capacitors: achieving a balance between energy density and cycle stability

Fanda Zeng, Xiliang Gong, Zijin Xu, Zhengyan Du, Jian Xu, Ting Deng, Dong Wang, Yi Zeng, Shansheng Yu, Zeshuo Meng, Xiaoying Hu, Hongwei Tian

2023-11-17 Paper

DOI: 10.1039/D3TA05838G

Synergistic effect of diatomic materials on efficient formaldehyde sensing and degradation

Renkun Zhang, Liyong Gan

2023-11-20 Paper

DOI: 10.1039/D3TA06132A

How to make membrane distillation greener: a review of environmentally friendly and sustainable aspects

Emilia Gontarek-Castro, Roberto Castro-Muñoz

2023-11-16 Tutorial Review

DOI: 10.1039/D3GC03377E

A fluorescent hydrogen-bonded organic framework for highly selective sensing of mono-nitrophenol isomers in water

Yu-Xin Lin, Chenghao Jiang, Yu-Bo Wang, Jia-Xin Wang, Bin Li, Guodong Qian

2023-11-20 Paper

DOI: 10.1039/D3TA05309A

Front cover

2023-12-12 Cover

DOI: 10.1039/D3TA90275G

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

噻奈普汀乙酯の物理化学的性質は何ですか?

CAS番号66981-77-9の噻奈普汀乙酯は、結晶性白色粉末であり、分子量は476.9 g/molです。この化合物は水に溶けにくく、一般的には有機溶媒で溶解し...

66981-77-9Ethyl 7-[(3-chloro-6...
化合物よくある質問

アミピシリン不純物Fとは何ですか?

アミピシリン不純物Fは、CAS番号124774-48-7の化合物です。これは、抗生物質アミピシリンの生産過程で生成される不純物の一つであり、(4S)-2-({[...

124774-48-7Ampicillin impurity ...
化合物よくある質問

イリジウム(I)ヘキサフルオロフォスファートの代替品はありますか?

イリジウム(I)ヘキサフルオロフォスファートの代替品として、他の有機金属化合物や非有機金属化合物が使用されることがあります。具体的には、ダイゾニウム塩や他の金属...

870077-94-43-Di-i-propylphosphi...
化合物よくある質問

含有3-(苯氧基甲基)苯硼酸频那醇酯の廃棄物はどのように処理すべきですか?

含有3-(苯氧基甲基)苯硼酸频那醇酯の廃棄物は、安全な方法で処理する必要があります。まず、廃棄物を適切な容器に収集し、避けて保管します。次に、専門の廃棄処理業者...

912569-68-74,4,5,5-Tetramethyl-...
化合物よくある質問

2-甲基辛-1-醇を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱う際は、密閉のゴーグルと手袋を着用することが推奨されます。ドラフトチャンバーを使用し、漏洩時には速やかに取り扱いを中止し、適切な排気設備を使用してください...

818-81-52-Methyl-1-octanol
化合物よくある質問

高氯酸钪の代替品はありますか?

高氯酸钪の代替品としては、沈殿剤としてのアルミニウム塩や鉄塩が挙げられます。また、沈殿反応を促進するための助剤としては、硫酸や硝酸が使用されます。

14066-05-8Scandium triperchlor...
化合物よくある質問

3α-アセトキノイドコレステロールエステルはどのように保存すればよいですか?

3α-アセトキノイドコレステロールエステルは、常温から低温(0-5℃)の暗所で保存し、密閉容器に入れることで安定性を保つことが推奨されます。また、湿気や酸素から...

30365-63-0Methyl (3alpha,5beta...
化合物よくある質問

2-ぶンジロキシ-4-(トリフルオロメチル)フェノルビノン酸の主な用途は何ですか?

2-ぶンジロキシ-4-(トリフルオロメチル)フェノルビノン酸は、化学合成の触媒としての使用や、医薬品の合成材料としての役割があります。また、特定の合成路線で使用...

1701435-39-3[2-(Benzyloxy)-4-(tr...
化合物よくある質問

(2S,3R)-2-氨基-3-甲基丁二酸はどのように合成されますか?

(2S,3R)-2-氨基-3-甲基丁二酸は、2-ヒドロキシ-3-メチル丁酸とアミノ化反応を行うことで合成されます。触媒としてジクロロメタンが使用され、選択性と収...

121570-10-3(2S,3R)-2-amino-3-me...
化合物よくある質問

1-Benzyl-2-phenyl-1H-imidazoleはどのように保存すればよいですか?

この化合物は常温で避けてください。直射日光を避け、密閉容器で保存し、湿気を防水の容器に入れて保管してください。

37734-89-71-Benzyl-2-phenyl-1H...

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。