Title :

Photoswitching mechanism of a fluorescent protein revealed by time-resolved crystallography and transient absorption spectroscopy.

Author(s) :

Woodhouse, Joyce [Auteur]
Institut de biologie structurale [IBS - UMR 5075]
Nass Kovacs, G. [Auteur]
Coquelle, Nicolas [Auteur]
Institut de biologie structurale [IBS - UMR 5075]
Uriarte, Lucas M. [Auteur]
Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement - UMR 8516 [LASIRE]
Adam, Virgile [Auteur]
Institut de biologie structurale [IBS - UMR 5075]
Barends, T. R. M. [Auteur]
Byrdin, Martin [Auteur]
Institut de biologie structurale [IBS - UMR 5075]
De La Mora, E. [Auteur]
Bruce Doak, R. [Auteur]
Feliks, M. [Auteur]
Field, Martin [Auteur]
Institut de biologie structurale [IBS - UMR 5075]
Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux [LCBM - UMR 5249]
Fieschi, F. [Auteur]
Guillon, V. [Auteur]
Jakobs, S. [Auteur]
Joti, Y. [Auteur]
Macheboeuf, P. [Auteur]
Motomura, K. [Auteur]
Nass, K. [Auteur]
Owada, S. [Auteur]
Roome, C. M. [Auteur]
Ruckebusch, Cyril [Auteur]
Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement (LASIRE) - UMR 8516
Schirò, G. [Auteur]
Shoeman, R. L. [Auteur]
Thepaut, M. [Auteur]
Togashi, T. [Auteur]
Tono, K. [Auteur]
Yabashi, M. [Auteur]
Cammarata, Marco [Auteur]
Institut de Physique de Rennes [IPR]
Foucar, L. [Auteur]
Bourgeois, D. [Auteur]
Sliwa, Michel [Auteur]
Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement - UMR 8516 [LASIRE]
Colletier, J. P. [Auteur]
Schlichting, I. [Auteur]
Weik, M. [Auteur]

Journal title :

Nature Communications

Abbreviated title :

Nat Commun

Volume number :

11

Pages :

741

Publication date :

2020-02-11

ISSN :

2041-1723

HAL domain(s) :

Physique [physics]
Sciences du Vivant [q-bio]/Biochimie, Biologie Moléculaire/Biologie structurale [q-bio.BM]

English abstract : [en]

Reversibly switchable fluorescent proteins (RSFPs) serve as markers in advanced fluorescence imaging. Photoswitching from a non-fluorescent off-state to a fluorescent on-state involves trans-to-cis chromophore isomerization ...
Show more >Reversibly switchable fluorescent proteins (RSFPs) serve as markers in advanced fluorescence imaging. Photoswitching from a non-fluorescent off-state to a fluorescent on-state involves trans-to-cis chromophore isomerization and proton transfer. Whereas excited-state events on the ps timescale have been structurally characterized, conformational changes on slower timescales remain elusive. Here we describe the off-to-on photoswitching mechanism in the RSFP rsEGFP2 by using a combination of time-resolved serial crystallography at an X-ray free-electron laser and ns-resolved pump–probe UV-visible spectroscopy. Ten ns after photoexcitation, the crystal structure features a chromophore that isomerized from trans to cis but the surrounding pocket features conformational differences compared to the final on-state. Spectroscopy identifies the chromophore in this ground-state photo-intermediate as being protonated. Deprotonation then occurs on the μs timescale and correlates with a conformational change of the conserved neighbouring histidine. Together with a previous excited-state study, our data allow establishing a detailed mechanism of off-to-on photoswitching in rsEGFP2.Show less >

Language :

Anglais

Peer reviewed article :

Oui

Audience :

Internationale

Popular science :

Non

Administrative institution(s) :

Université de Lille
CNRS

Collections :

• Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement (LASIRE) - UMR 8516

Submission date :

2024-02-28T23:00:31Z
2024-03-12T14:28:10Z