Cryo-EM structures of a bathy phytochrome histidine kinase reveal a unique light-dependent activation mechanism
Publiceringsår
2024
Upphovspersoner
Bódizs, Szabolcs; Mészáros, Petra; Grunewald, Lukas; Takala, Heikki; Westenhoff, Sebastian
Abstrakt
Phytochromes are photoreceptor proteins in plants, fungi, and bacteria. They can adopt two photochromic states with differential biochemical responses. The structural changes transducing the signal from the chromophore to the biochemical output modules are poorly understood due to challenges in capturing structures of the dynamic, full-length protein. Here, we present cryoelectron microscopy (cryo-EM) structures of the phytochrome from Pseudomonas aeruginosa (PaBphP) in its resting (Pfr) and photoactivated (Pr) state. The kinase-active Pr state has an asymmetric, dimeric structure, whereas the kinase-inactive Pfr state opens up. This behavior is different from other known phytochromes and we explain it with the unusually short connection between the photosensory and output modules. Multiple sequence alignment of this region suggests evolutionary optimization for different modes of signal transduction in sensor proteins. The results establish a new mechanism for light-sensing by phytochrome histidine kinases and provide input for the design of optogenetic phytochrome variants.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Delvis öppen publikationskanal
Parallellsparad
Ja
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Biokemi, cell- och molekylärbiologi
Publiceringsland
Förenade kungariket
Förlagets internationalitet
Internationell
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1016/j.str.2024.08.008
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja