Mechanism of Inward Proton Transport in an Antarctic Microbial Rhodopsin
Notice bibliographique
Résumé
Although the outward-directed proton transport across biological membranes is well studied and its importance for bioenergetics is clearly understood, inward-directed light-driven proton pumping by microbial rhodopsins has remained a mystery both physiologically and mechanistically. A new family of Antarctic rhodopsins, which is a subgroup within a novel class of schizorhodopsins reported recently, includes a member, denoted as AntR, which proved amenable to extensive characterization with experiments and computation. Phylogenetic analyses identify AntR as distinct from the well-studied microbial rhodopsins that function as outward-directed ion pumps, and bioinformatics sequence analyses reveal amino acid substitutions at conserved sites essential for outward proton pumping. Modeling and numerical simulations of AntR, combined with advanced analyses using the graph theory and centrality measures from social sciences, identify the dynamic three-dimensional network of hydrogen-bonded water molecules and amino acid residues that function as communication hubs in AntR. This network undergoes major rearrangement upon retinal isomerization, showing important changes in the connectivity of the active center, retinal Schiff base, to the opposing sides of the membrane, as required for proton transport. Numerical simulations and experimental studies of the photochemical cycle of AntR by spectroscopy and site-directed mutagenesis allowed us to identify pathways that could conduct protons in the direction opposite to that commonly known for outward-directed pumps.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».