阐明海洋细菌内向质子泵视紫红质光反应的分子机制~对开发高效质子传输光遗传学工具的期待~

演示要点：

●​ 分析了海洋细菌中发现的功能未知的微生物视紫红质（*1），发现其具有将质子（氢离子）带入细胞的“向内质子传输活性”
●​ 据透露，新发现的新型微生物视紫红质可以在保持高运输效率的同时被激活
● 提供知识，为光遗传学 (*2)（用光控制细胞活动）的社会实施提供有用的分子设计提示

总结

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术语表

(*1) 视紫红质
视紫红质有两种来源不同的类型：动物视紫红质，存在于动物的眼睛中，具有视觉感知的功能；微生物视紫红质，具有离子运输、传感器和酶反应等功能。两者都是七次跨膜蛋白，共同点是发色团视网膜与第七次跨膜区域的赖氨酸残基结合。在微生物视紫红质中，所有-反式视网膜类型为13-顺式其功能始于异构化形成视黄醛。在本研究的低温红外光谱中，所有-反式视网膜类型绑定的初始状态和13-顺式型视黄醛结合的初始中间体（K中间体）的结构变化。

(＊2)光遗传学
一种通过将蛋白质引入细胞中来控制细胞活动的技术，这些蛋白质通过吸收光能来执行其功能，并通过打开和关闭光来控制蛋白质的功能。人们发现微生物视紫红质通过光吸收具有离子泵、离子通道和酶等多种功能，是光遗传学中必不可少的感光蛋白。特别是，正在积极进行研究，以利用视紫红质通道操纵神经元的兴奋和抑制，该通道利用光被动传输离子。此外，动物视紫红质和微生物视紫红质的融合体嵌合视紫红质有望被开发用于治疗色素性视网膜炎，并且临床研究正在取得进展。

论文信息

论文标题：新型内向质子泵视紫红质 (GhXeR) 的分子特性
作者姓名：Nanako Hattori、Yuma Ito、Yuji Furutani、Tatsuro Nishikino 和 Hideki Kandori*（*通讯作者）
出版期刊名称：The Journal of Physical Chemistry B
发布日期：2026 年 5 月 19 日
DOI：101021/acsjpcb6c01199
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研究支持

这项研究得到了以下资助的支持：
·日本学术振兴会科学研究补助金（JP21H04969）
·文部科学省“大学研究强化推进事业(CURE)”(JPMXP1323015482)
·日本科学技术振兴机构CREST“生物动力学”领域(JPMJCR1753)
·日本科学技术振兴机构CREST“细胞操作”领域（JPMJCR25B5）
·丰明奖学金基金会
·内藤科学技术基金会
·太鼓财团
·立松财团

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