- 6 次围观
刺胞动物的基因组中含有大量视蛋白，以执行其多样化的感光功能。尤其值得注意的是，它们独特地拥有Gs偶联型视蛋白，这类视蛋白能够以光依赖性的方式诱导细胞内cAMP积累。这些Gs偶联型视蛋白，即刺胞视蛋白（cnidopsins），是操控cAMP依赖性细胞反应的强大光遗传学工具。 在本研究中，我们表征了一种来源于珊瑚Acropora tenuis的刺胞视蛋白，并将其命名为AtCnidop3a，证明其为一种Gs偶联且对紫外光敏感的双稳态色素。该视蛋白在激活过程中表现出显著的光谱位移，吸收峰由395 nm转变为560 nm；其静息态与激活态可分别通过紫外光（或紫光）与橙光照射实现相互转换。激活态能够高效激活Gs蛋白，并提高哺乳动物培养细胞内的cAMP水平。 为了利用这种较大的光谱分离来构建一种可在长波长光照下实现开启与关闭的视蛋白突变体，我们在视黄醛席夫碱区域附近引入了带负电荷的氨基酸。在所测试的视蛋白突变体中，Y113^3.28E突变体与野生型不同，能够被绿光激活，同时保留了与野生型相同的可被橙光失活的特性，这表明该视蛋白已成功转变为一种可见光敏感的双稳态色素。通过进一步引入L94^2.61G替换，Y113^3.28E突变体由可见光诱导的cAMP调控能力得到增强。 我们对该刺胞视蛋白的表征与工程改造揭示了刺胞动物视蛋白的功能多样性及其作为调控Gs依赖性生理反应的光遗传学工具的潜在应用价值。
来自造礁珊瑚的一种双稳态紫外敏感视蛋白：不同波长光对Gs信号传导的可切换和可调控调节 | bioRxiv
跳转至主要内容 首页 关于 提交 提醒 / RSS 搜索此关键词 高级搜索 新结果
来自造礁珊瑚的一种双稳态紫外敏感视蛋白：不同波长光对Gs信号传导的可切换和可调控调节
Yusuke Sakai， Akinari Sakayori， Tomoki Kawaguchi， Kento Takano， Keita Sato， Keiichi Kojima， Hideyo Ohuchi， Hisao Tsukamoto
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.01.735937
Yusuke Sakai 1 大阪公立大学； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本站搜索该作者
Akinari Sakayori 2 神户大学； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本站搜索该作者
Tomoki Kawaguchi 2 神户大学； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本站搜索该作者
Kento Takano 2 神户大学； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本站搜索该作者
Keita Sato 3 冈山大学 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本站搜索该作者 Keita Sato 的 ORCID 记录
Keiichi Kojima 3 冈山大学 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本站搜索该作者
Hideyo Ohuchi 3 冈山大学 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本站搜索该作者
Hisao Tsukamoto 2 神户大学； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在本站搜索该作者 Hisao Tsukamoto 的 ORCID 记录
通讯作者： tsukamoh{at}people.kobe-u.ac.jp
摘要 信息/历史 指标 补充材料 PDF 预览
摘要
刺胞动物基因组中具有大量视蛋白，以执行多种光感受功能。尤其值得注意的是，它们独特地拥有与 Gs 偶联的视蛋白，这类视蛋白能够以光依赖方式诱导细胞内 cAMP 积累。这些与 Gs 偶联的视蛋白，即刺胞动物视蛋白（cnidopsins），是操控 cAMP 依赖性细胞反应的强有力光遗传学工具。在本研究中，我们将来自珊瑚 Acropora tenuis 的一种刺胞动物视蛋白命名为 AtCnidop3a，并将其鉴定为一种与 Gs 偶联且对紫外光敏感的双稳态色素。该视蛋白在激活时表现出显著的光谱位移，其吸收峰最大值由 395 nm 变为 560 nm；其静息态与激活态可分别通过紫外光（或紫光）和橙光照射相互转化。激活态可有效激活 Gs 蛋白，并在哺乳动物培养细胞中提高细胞内 cAMP 水平。为利用这种较大的光谱分离来构建一种可被长波长光照开启和关闭的视蛋白突变体，我们在视黄醛席夫碱区域附近引入了带负电荷的氨基酸。在所测试的视蛋白突变体中，Y113^3.28E 突变体与野生型不同，能够被绿光激活，同时保留了与野生型相同的可被橙光失活的性质，这表明该视蛋白已成功转化为一种对可见光敏感的双稳态色素。Y113^3.28E 突变体由可见光诱导的 cAMP 调控作用还可通过额外引入 L94^2.61G 取代而得到增强。我们对该刺胞动物视蛋白的表征与工程化改造揭示了刺胞动物视蛋白的功能多样性及其作为调控 Gs 依赖性生理反应的光遗传学工具的潜在应用价值。
利益冲突声明
版权
该预印本的。 本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议提供。
返回顶部 上一篇 下一篇 发表于 2026 年 7 月 3 日。
下载 PDF 补充材料 电子邮件
感谢您帮助传播 bioRxiv 的内容。 您的电子邮件 * 您的姓名 * 发送至 * 请输入多个地址，每行一个，或以逗号分隔。
您将通过电子邮件发送以下内容： 来自造礁珊瑚的一种双稳态紫外敏感视蛋白：不同波长光对Gs信号传导的可切换和可调控调节
消息主题 （您的姓名）已从 bioRxiv 向您转发一个页面
消息正文 （您的姓名）认为您可能希望查看 bioRxiv 网站上的此页面。
您的个人消息
验证码 此问题用于测试您是否为人类访客，并防止自动垃圾信息提交。
分享
来自造礁珊瑚的一种双稳态紫外敏感视蛋白：不同波长光对Gs信号传导的可切换和可调控调节
Yusuke Sakai， Akinari Sakayori， Tomoki Kawaguchi， Kento Takano， Keita Sato， Keiichi Kojima， Hideyo Ohuchi， Hisao Tsukamoto
bioRxiv 2026.07.01.735937； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.01.735937
分享本文： 复制
引文工具
来自造礁珊瑚的一种双稳态紫外敏感视蛋白：不同波长光对Gs信号传导的可切换和可调控调节
Yusuke Sakai， Akinari Sakayori， Tomoki Kawaguchi， Kento Takano， Keita Sato， Keiichi Kojima， Hideyo Ohuchi， Hisao Tsukamoto
bioRxiv 2026.07.01.735937； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.01.735937
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.01.735937v1?rss=1
🏷️ 刺胞视蛋白 双稳态视蛋白 紫外光敏感 Gs信号传导 光遗传学 cAMP调控