Femtosecond Photoactivation of Two New Proteins belonging to the Cryptochrome/Photolyase Family, extracted from the Green Alga Ostreococcus Tauri. Ultrafast Photocycle and Signaling State of the Photophobic Response of the Protozoan Blepharisma Japonicum.
Photoactivation femtoseconde de deux nouvelles protéines de la famille des cryptochrome/photolyase, issues de l’algue verte Ostreococcus tauri. Photocycle ultrarapide et état signalant de la photophobie du protozoaire Blepharisma japonicum
Résumé
i) This work deals with the photoactivity of two new flavoproteins (OtCPF1 and OtCPF2) of the green alga Ostreococcus tauri, belonging to the Cryptochrome Photolyase Family (CPF). In both cases, we observed an ultrafast electron transfer (OtCPF1: 390fs ; OtCPF2: 590fs) after excitation of the chromophore flavin adenine dinucleotide (FAD) in its oxidized form. We characterized a tryptophan residue as the electron donor. We explain the subsequent kinetics by electron transfer steps along a chain of three tryptophan residues, a well conserved structure among the CPF proteins. We also analyzed the energy transfer from the photoantenna of OtCPF2 to FAD in its oxidized and reduced form. The structural analysis, done by homology modeling, allowed us to rationalize the spectroscopic results. ii) To explain the very short-lived photocycle observed for OBIP, the putative photoreceptor of the protozoan Blepharisma japonicum, we proposed an original model involving an ultrafast equilibrium between the locally excited state of the chromophore (Oxyblepharismin) hydrogen bonded to a closellying residue and an intermolecular charge transfer state. We have also proposed that the signaling state of the photophobic response could be the deprotonated
Oxyblepharismin chromophore.
i) Ce travail concerne la photoactivité de deux nouvelles flavoprotéines (OtPCF1 et OtCPF2) de l’algue verte Ostreococcus tauri, appartenant à la famille des cryptochromes et photolyases (CPF). Nous avons mis en évidence, dans les deux cas, un transfert d’électron ultrarapide (OtCPF1 : 390 fs ; OtCPF2 : 590 fs) après excitation du chromophore flavine adénine dinucléotide (FAD) sous forme oxydée. Nous avons caractérisé un résidu tryptophane comme donneur d’électron. Nous expliquons les étapes ultérieures par des transferts d’électron le long d’une chaîne de trois résidus tryptophanes, conservés au sein des protéines CPF. Par ailleurs nous avons analysé le transfert d’énergie de la photoantenne de OtCPF2 vers FAD oxydée et réduite. Des analyses structurales, obtenues par modélisation par homologie, nous ont permis de rationaliser les résultats obtenus par spectroscopie transitoire ultrarapide. ii) Pour expliquer le photocycle ultrarapide observé pour OBIP, le photorécepteur supposé du protozoaire cilié Blepharisma japonicum, nous avons proposé un modèle original mettant en jeu un équilibre entre l’état localement excité du chromophore (Oxyblépharismine) en interaction par liaison hydrogène avec un résidu proche et un état à transfert de charge intermoléculaire. Nous avons également proposé que l’état signalant de la photophobie serait
la forme déprotonée du chromophore.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)