Structural mechanism of signal transduction in a phytochrome histidine kinase
Publiceringsår
2022
Upphovspersoner
Wahlgren, Weixiao Yuan; Claesson, Elin; Tuure, Iida; Trillo-Muyo, Sergio; Bódizs, Szabolcs; Ihalainen, Janne A.; Takala, Heikki; Westenhoff, Sebastian
Abstrakt
Phytochrome proteins detect red/far-red light to guide the growth, motion, development and reproduction in plants, fungi, and bacteria. Bacterial phytochromes commonly function as an entrance signal in two-component sensory systems. Despite the availability of three-dimensional structures of phytochromes and other two-component proteins, the conformational changes, which lead to activation of the protein, are not understood. We reveal cryo electron microscopy structures of the complete phytochrome from Deinoccocus radiodurans in its resting and photoactivated states at 3.6 Å and 3.5 Å resolution, respectively. Upon photoactivation, the photosensory core module hardly changes its tertiary domain arrangement, but the connector helices between the photosensory and the histidine kinase modules open up like a zipper, causing asymmetry and disorder in the effector domains. The structures provide a framework for atom-scale understanding of signaling in phytochromes, visualize allosteric communication over several nanometers, and suggest that disorder in the dimeric arrangement of the effector domains is important for phosphatase activity in a two-component system. The results have implications for the development of optogenetic applications.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Helsingfors universitet
Takala Heikki
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal
Moderpublikationens namn
Förläggare
Volym
13
Nummer
1
Artikelnummer
7673
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
3
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Helt öppen publikationskanal
Parallellsparad
Ja
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Växtbiologi, mikrobiologi, virologi; Biomedicinska vetenskaper
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object]
Publiceringsland
Förenade kungariket
Förlagets internationalitet
Internationell
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1038/s41467-022-34893-3
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja