探討Haloarcula taiwanensis感受型視紫質第一型之穩定性的關鍵區域

Abstract

嗜鹽古細菌通常在有高鹽濃度及營養不充分的居住環境下被發現，他們演化出各種視紫蛋白質，協助將光能轉變為生物所需的能量，或是感受外界環境的訊息，使他們能夠在原生環境下生存；主要有離子型和幫浦型兩種。在所有光驅動離子型幫浦視紫蛋白質中，氫視紫質 (BR) 是氫離子向胞外幫浦，並藉此建立氫離子濃度梯度，推動F1Fo ATP合成酶產生ATP。氯視紫質 (HR) 目前已知為氯離子向胞內幫浦，維持細胞的滲透壓和膜電位。而感受型視紫蛋白質緊密地與其專一的傳導元(transducer) 連接，進行光趨性的反應。目前已知有三種感受型視紫蛋白質，一為感受型視紫質第一型 (SRI)，會幫助正趨光反應；二為感受型視紫質第二型（SRII），會對藍光產生反應；三為感受型視紫質M (SRM)，對藍綠光敏感，會抑制前兩種感受型視紫質傳遞訊號。截至目前為止，Halobacterium salinarum 以及 Haloarcula marismortui 為嗜鹽古細菌中主要的研究模式品種，其各至少包含上述四種視紫質 (BR、HR、SRI、SRII)。先前X光結晶繞射的結構解析揭開了BR、HR、SRII的原子結構以及作用機制；而SRI則因為其結構在低鹽的不穩定性而尚未有原子結構被解出。因此我們將重點放在一個能耐受低鹽的HtSRI，是來自台灣南部本土新品種嗜鹽古細菌，Haloarcula taiwanesis，藉由研究其耐受低鹽的機制，期望對解SRI結構上有所助益。在本篇論文中，我們發現其BC loop為貢獻此特性的重要區位。 關鍵字：感受型視紫蛋白質第一型；低鹽耐受性