광-산소-전압 감지 영역

광-산소-전압 감지 영역(LOV 도메인)은 다량의 고등 식물, 미세조류, 곰팡이, 박테리아가 환경 조건을 감지하기 위해 사용하는 단백질 센서다.고등식물에서는 광트로피즘, 엽록체 이동, 기공개방을 조절하는 데 이용되는 반면, 진균생물에서는 세포의 순환 시간 조직을 일상과 계절에 맞게 조정하는 데 이용된다.그들은 PAS 도메인의 하위 집합이다.^[1]null

크로모포레

모든 LOV 단백질에 공통적으로 나타나는 것은 청색광 민감 플라빈 크로모포레로, 신호 상태에서는 인접한 시스테인 잔류물을 통해 단백질 코어와 공칭적으로 연결되어 있다.^[2][3]예를 들어, LOV 영역은 포토트로핀에서 접하게 되는데, 이는 미세조류뿐만 아니라 고등 식물에서 생물학적 과정을 매우 다양하게 조절하는 청색 빛에 민감한 단백질 복합체다.^[4][5][6][7]포토트로핀은 두 개의 LOV 도메인으로 구성되는데, 각각은 암흑상태 형태의 비동결 플라빈 모노뉴클레오티드(FMN) 크로모포레와 C-단자 세르-스르 키나아제를 함유하고 있다.null

청색광 흡수 시, 아포 단백질의 FMN 크로모포레와 인접 반응성 사이스테인 잔류물 사이의 공밸런트 결합이 LOV2 영역에서 형성된다.이는 이후 키나아제의 활성화를 매개하며, 이는 광트로핀 자동인산화를 통해 유기체의 신호를 유도한다.^[8]null

키나아제 활성화를 위해 LOV2 도메인의 광화학적 반응성이 필수적인 것으로 밝혀졌지만, 단백질 복합체 내 LOV1 도메인의 생체내 기능성은 여전히 불분명하다.^[9]null

곰팡이

곰팡이 뉴로스포라 크라사(Neurospora crassa)의 경우, 서커디언 시계는 화이트칼라 콤플렉스(WCC)와 LOV 도메인 비비드(VVD-LOV)로 알려진 두 개의 빛에 민감한 도메인에 의해 제어된다.^[10][11][12]WCC는 주로 주간 조명 조건에서 제어-제네 주파수(FRQ)의 빛 유도 전사를 담당하는데, 이 전사는 VVD-LOV의 표현을 구동하고 음의 피드백 루프를 순환 시계로 제어한다.^[12][13]이와는 대조적으로 VVD-LOV의 역할은 주로 조절적이며 FRQ에 직접 영향을 미치지는 않는다.^[11][14]null

LOV 도메인의 자연 및 엔지니어링된 기능

LOV 도메인은 DNA 결합을 통해 유전자 발현을 제어하고, 로도박터 스파이로이드 박테리아와 같은 리독스 의존적 규제에 관여하는 것으로 밝혀졌다.^[15][16]특히, LOV 기반의 광유전 도구는 최근 몇 년 동안 세포 운동성,^[18] 세포 미만의 오르가넬 분포,^[19] 막 접촉 부위의 형성,^[20] 미세관 역학, 전사,^[22] 단백질 분해 등 무수한 세포 이벤트를 제어하기 위해 널리 인기를 얻고 있다.^[23]null

참고 항목

• FMN 결합 형광 단백질

참조