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The desensitized channelrhodopsin-2 photointermediate contains 13 -cis, 15 -syn retinal Schiff base

  • Channelrhodopsin-2 (ChR2) is a light-gated cation channel and was used to lay the foundations of optogenetics. Its dark state X-ray structure has been determined in 2017 for the wild-type, which is the prototype for all other ChR variants. However, the mechanistic understanding of the channel function is still incomplete in terms of structural changes after photon absorption by the retinal chromophore and in the framework of functional models. Hence, detailed information needs to be collected on the dark state as well as on the different photointermediates. For ChR2 detailed knowledge on the chromophore configuration in the different states is still missing and a consensus has not been achieved. Using DNP-enhanced solid-state MAS NMR spectroscopy on proteoliposome samples, we unambiguously determined the chromophore configuration in the desensitized state, and we show that this state occurs towards the end of the photocycle.
Metadaten
Verfasserangaben:Johanna Becker-BaldusORCiD, Alexander Leeder, Lynda J. Brown, C. D. Brown, Christian BamannORCiDGND, Clemens GlaubitzORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-638929
DOI:https://doi.org/10.1002/anie.202015797
ISSN:1521-3773
Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch):Angewandte Chemie
Verlag:Wiley-VCH
Verlagsort:Weinheim
Dokumentart:Wissenschaftlicher Artikel
Sprache:Englisch
Datum der Veröffentlichung (online):11.05.2021
Datum der Erstveröffentlichung:11.05.2021
Veröffentlichende Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Datum der Freischaltung:05.04.2022
Freies Schlagwort / Tag:channelrhodopsin; dynamic nuclear polarization; membrane proteins; photocycle; solid-state NMR spectroscopy
Jahrgang:60
Ausgabe / Heft:30
Seitenzahl:6
Erste Seite:16442
Letzte Seite:16447
Bemerkung:
The work was funded by Deutsche Forschungs-gemeinschaft/Sonderforschungsbereich 807 Transport and Communications across Membranes. The dynamic nuclear polarization experiments were enabled through DFG Equipment Grant GL 307/4-1 and the Cluster of Excellence Frankfurt: Macromolecular Complexes Frankfurt. Work at the Center for Biomolecular Magnetic Resonance is supported by the State of Hesse. Open access funding enabled and organized by Projekt DEAL.
HeBIS-PPN:493369694
Institute:Biochemie, Chemie und Pharmazie
Wissenschaftliche Zentren und koordinierte Programme / Zentrum für Biomolekulare Magnetische Resonanz (BMRZ)
DDC-Klassifikation:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 54 Chemie / 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
5 Naturwissenschaften und Mathematik / 57 Biowissenschaften; Biologie / 570 Biowissenschaften; Biologie
Sammlungen:Universitätspublikationen
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - Namensnennung 4.0