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タイトルDe novo design of proteins housing excitonically coupled chlorophyll special pairs.
ジャーナル・号・ページNat Chem Biol, Year 2024
掲載日2024年6月3日
著者Nathan M Ennist / Shunzhi Wang / Madison A Kennedy / Mariano Curti / George A Sutherland / Cvetelin Vasilev / Rachel L Redler / Valentin Maffeis / Saeed Shareef / Anthony V Sica / Ash Sueh Hua / Arundhati P Deshmukh / Adam P Moyer / Derrick R Hicks / Avi Z Swartz / Ralph A Cacho / Nathan Novy / Asim K Bera / Alex Kang / Banumathi Sankaran / Matthew P Johnson / Amala Phadkule / Mike Reppert / Damian Ekiert / Gira Bhabha / Lance Stewart / Justin R Caram / Barry L Stoddard / Elisabet Romero / C Neil Hunter / David Baker /
PubMed 要旨Natural photosystems couple light harvesting to charge separation using a 'special pair' of chlorophyll molecules that accepts excitation energy from the antenna and initiates an electron-transfer ...Natural photosystems couple light harvesting to charge separation using a 'special pair' of chlorophyll molecules that accepts excitation energy from the antenna and initiates an electron-transfer cascade. To investigate the photophysics of special pairs independently of the complexities of native photosynthetic proteins, and as a first step toward creating synthetic photosystems for new energy conversion technologies, we designed C-symmetric proteins that hold two chlorophyll molecules in closely juxtaposed arrangements. X-ray crystallography confirmed that one designed protein binds two chlorophylls in the same orientation as native special pairs, whereas a second designed protein positions them in a previously unseen geometry. Spectroscopy revealed that the chlorophylls are excitonically coupled, and fluorescence lifetime imaging demonstrated energy transfer. The cryo-electron microscopy structure of a designed 24-chlorophyll octahedral nanocage with a special pair on each edge closely matched the design model. The results suggest that the de novo design of artificial photosynthetic systems is within reach of current computational methods.
リンクNat Chem Biol / PubMed:38831036
手法EM (単粒子) / X線回折
解像度2 - 6.5 Å
構造データ

40208

8glt

EMDB-40208, PDB-8glt:
Backbone model of de novo-designed chlorophyll-binding nanocage O32-15
手法: EM (単粒子) / 解像度: 6.5 Å

EMDB-40209: Chlorophyll-binding region of de novo-designed nanocage O32-15
手法: EM (単粒子) / 解像度: 5.2 Å

PDB-7unh:
De novo designed chlorophyll dimer protein in apo state, SP2
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 2.4 Å

PDB-7uni:
De novo designed chlorophyll dimer protein with Zn pheophorbide a methyl ester, SP2-ZnPPaM
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 2.5 Å

PDB-7unj:
De novo designed chlorophyll dimer protein with Zn pheophorbide a methyl ester matching geometry of purple bacterial special pair, SP1-ZnPPaM
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 2.0 Å

PDB-8evm:
De novo design of chlorophyll special pair containing protein assemblies
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 3.05 Å

化合物

ChemComp-EDO:
1,2-ETHANEDIOL / エチレングリコ-ル / エチレングリコール

ChemComp-HOH:
WATER / 水

ChemComp-OE9:
[methyl 9-ethenyl-14-ethyl-3-(3-methoxy-3-oxopropyl)-4,8,13,18-tetramethyl-20-oxophorbine-21-carboxylatato(2-)-kappa~4~N~23~,N~24~,N~25~,N~26~]zinc

ChemComp-PO4:
PHOSPHATE ION / ホスファ-ト / リン酸塩

ChemComp-PGE:
TRIETHYLENE GLYCOL / トリエチレングリコ-ル / ポリエチレングリコール

ChemComp-SO4:
SULFATE ION / 硫酸ジアニオン / 硫酸塩

由来
  • synthetic construct (人工物)
キーワードDE NOVO PROTEIN (De novo) / design (デザイン) / homodimer / rosetta / symmetric (対称性) / designed (デザイン) / circular tandem repeat protein / cTRP / apo / chlorophyll (クロロフィル) / Zn pheophorbide a methyl ester / Zn / de novo design / electron donor / photosynthetic (光合成) / nanocage / helical repeats / chlorophyll-binding / octahedral symmetry

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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