Jyväskylän yliopisto

Pieni rakennemuutos johtaa suureen eroon toiminnassa – Bakteerifytokromin rakenne selvitetty

Jaa

Jyväskylän yliopiston tutkijat ovat selvittäneet ensimmäistä kertaa punaista valoa aistivan reseptoriproteiinin, fytokromin, rakenteen pimeässä ja valoaktivoidussa muodossa. Tutkimuksen mukaan pienet muutoksen proteiinin säätelyosassa johtavat suuriin rakennemuutoksiin muualla proteiinissa. Tulokset antavat lisätietoa proteiinien sisäisestä signaalinvälityksestä, johon useiden proteiinien toiminta perustuu.

Ratkaistut fytokromin rakenteet sekä pimeässä että valotetussa tilassa.
Ratkaistut fytokromin rakenteet sekä pimeässä että valotetussa tilassa.

”Tässä ei ole ennen onnistuttu“

Kasvit ja bakteerit sopeutuvat ympäröivään valo-olosuhteisiin monenlaisten valoreseptoriproteiinien avulla. Fytokromit ovat proteiiniperhe, joka aistii punaista ja kaukopunaista valoa. Niiden toimintaa on tutkittu paljon, mutta niiden biologisesti merkitsevien rakenteiden ymmärtäminen on vielä lapsen kengissä. Nyt kuitenkin kokonaisen Deinococcus radiodurans -bakteerin fytokromin (DrBphP) rakenne on saatu ratkaistua kahdessa aktiivisuustilassa.

- Vaikka monet ovat yrittäneet, ei kokopitkän fytokromin rakennetta ole pystytty ratkaisemaan mm. proteiinikristallografian keinoin. Tämän takia päätimme kokeilla elektronimikroskopiaa rakenteen selvittämiseksi, selittää dosentti Heikki Takala Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden laitokselta.

Uutta tietoa proteiinien sisäisestä tiedonsiirrosta

Kansainvälisen yhteistyön tuloksena tehdyssä tutkimuksessa selvitettiin koko DrBphP-fytokromin rakenne. Kryoelektronimikroskopian (kryo-EM) avulla saatiin selville, että fytokromi on pimeässä tilassaan symmetrinen ja selkeärakenteinen dimeeri. Valotetussa tilassa fytokromin signaloiva osa, histidiinikinaasi, kuitenkin muuttui epäsymmetriseksi ja rakenteeltaan liikkuvaksi. Toisin kuin aikaisemmin on oletettu, valon laukaisemat muutokset fytokromin valoa aistivassa osassa olivat pieniä, mutta kasvoivat huomattavasti signaloivassa osassa.

- Nämä tulokset osoittavat, että näennäisen pienet muutokset proteiinin säätelyosassa voivat silti muuttaa proteiinin biokemiallista aktiivisuutta, allosterian keinoin. Tämä antaa tärkeää tietoa proteiinien sisäisestä signaalinvälityksestä, tähdentää Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden professori Janne Ihalainen.

Tutkimus on julkaistu Nature Communications -lehdessä 12.12.2022. Julkaisu ‘Structural mechanism of signal transduction in a phytochrome histidine kinase’ on vapaasti saatavilla osoitteessa https://doi.org/10.1038/s41467-022-34893-3.

Yhteystiedot:

  • Dos. Heikki Takala, Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto, +358 46 923 6211, heikki.p.takala@jyu.fi
  • Prof. Janne A. Ihalainen, Bio- ja ympäristötieteiden laitos, Jyväskylän yliopisto, +358 40 024 7979, janne.ihalainen@jyu.fi

Yhteyshenkilöt

Kuvat

Ratkaistut fytokromin rakenteet sekä pimeässä että valotetussa tilassa.
Ratkaistut fytokromin rakenteet sekä pimeässä että valotetussa tilassa.
Lataa

Tietoja julkaisijasta

Jyväskylän yliopisto
PL 35
40014 Jyväskylä

http://www.jyu.fi

Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto

Panostukset T&K-menoihin kasvattaneet merkittävästi maakuntien bruttokansantuotetta - nopeinta kasvu on ollut Pohjois-Pohjanmaalla ja Pirkanmaalla2.2.2023 15:00:00 EET | Tiedote

Suomessa on osana kansallista strategiaa lisätty tutkimus- ja kehitystoimintaan liittyviä panostuksia yli 20 prosentilla vuosien 2017–2021 välillä. Tarkastelukaudella yritysten osuus T&K-menoista on kasvanut tavoitteiden mukaisesti. Panostukset ovat auttaneet kasvattamaan sekä kansallisen tason että maakuntien bruttokansantuotetta. Nopeimmin bruttokansantuote on kasvanut Pohjois-Pohjanmaalla, Pirkanmaalla ja Pohjanmaalla. Kansallisella tasolla lähes 50 % kaikista T&K-menoista kohdistuu Uudenmaan maakuntaan.

Yli puolet suomalaisnuorista seuraa uutisia perinteisen median digisovelluksista2.2.2023 01:00:00 EET | Tiedote

Nuorten ajatellaan lukevan hyvin vähän perinteisiä uutisia ja kuluttavan aikansa lähinnä sosiaalisessa mediassa. Tuore kyselytutkimus kuitenkin osoittaa, että yli puolet suomalaisista teini-ikäisistä käyttää perinteisen median verkkosivuja ja digisovelluksia uutislähteenä melko usein. Kolmasosa nuorista silti lukee uutisia harvoin ja törmää uutisiin yleensä sattumalta sosiaalisessa mediassa, mikä voi altistaa heidät helpommin väärälle tiedolle ja valeuutisille.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme