Structural and quantum chemical basis for OCP-mediated quenching of phycobilisomes
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60077344%3A_____%2F24%3A00604426" target="_blank" >RIV/60077344:_____/24:00604426 - isvavai.cz</a>
Nalezeny alternativní kódy
RIV/60076658:12310/24:43908355
Výsledek na webu
<a href="https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk7535" target="_blank" >https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk7535</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adk7535" target="_blank" >10.1126/sciadv.adk7535</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Structural and quantum chemical basis for OCP-mediated quenching of phycobilisomes
Popis výsledku v původním jazyce
Cyanobacteria use large antenna complexes called phycobilisomes (PBSs) for light harvesting. However, intense light triggers non-photochemical quenching, where the orange carotenoid protein (OCP) binds to PBS, dissipating excess energy as heat. The mechanism of efficiently transferring energy from phycocyanobilins in PBS to canthaxanthin in OCP remains insufficiently understood. Using cryo-electron microscopy, we unveiled the OCP-PBS complex structure at 1.6- to 2.1-angstrom resolution, showcasing its inherent flexibility. Using multiscale quantum chemistry, we disclosed the quenching mechanism. Identifying key protein residues, we clarified how canthaxanthin's transition dipole moment in its lowest-energy dark state becomes large enough for efficient energy transfer from phycocyanobilins. Our energy transfer model offers a detailed understanding of the atomic determinants of light harvesting regulation and antenna architecture in cyanobacteria.
Název v anglickém jazyce
Structural and quantum chemical basis for OCP-mediated quenching of phycobilisomes
Popis výsledku anglicky
Cyanobacteria use large antenna complexes called phycobilisomes (PBSs) for light harvesting. However, intense light triggers non-photochemical quenching, where the orange carotenoid protein (OCP) binds to PBS, dissipating excess energy as heat. The mechanism of efficiently transferring energy from phycocyanobilins in PBS to canthaxanthin in OCP remains insufficiently understood. Using cryo-electron microscopy, we unveiled the OCP-PBS complex structure at 1.6- to 2.1-angstrom resolution, showcasing its inherent flexibility. Using multiscale quantum chemistry, we disclosed the quenching mechanism. Identifying key protein residues, we clarified how canthaxanthin's transition dipole moment in its lowest-energy dark state becomes large enough for efficient energy transfer from phycocyanobilins. Our energy transfer model offers a detailed understanding of the atomic determinants of light harvesting regulation and antenna architecture in cyanobacteria.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10610 - Biophysics
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GX19-28323X" target="_blank" >GX19-28323X: Vztah mezi strukturou a funkcí karotenoidů: Nové cesty k řešení nezodpovězených otázek</a><br>
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2024
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Science Advances
ISSN
2375-2548
e-ISSN
2375-2548
Svazek periodika
10
Číslo periodika v rámci svazku
14
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
11
Strana od-do
eadk7535
Kód UT WoS článku
001198102900002
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85190085264