Kartierung lichtabhängiger struktureller Veränderungen in der zytoplasmatischen Schleife, die die Helices C und D in Rhodopsin verbindet: Eine ortsgerichtete Spin-Labeling-Studie

Alle 20 Single-Cystein-Substitutionsmutanten in der Sequenz Y136-M155 des bovinen Rhodopsins wurden hergestellt und mit einem sulfhydryl-spezifischen Nitroxidreagenz modifiziert. Diese Sequenz enthält die C-D interhelikale Schleife, eine Interaktionsstelle für Transducin. Die Zugänglichkeiten der angehängten Nitroxide zu Kollisionen mit paramagnetischen Sonden in Lösung wurden bestimmt, und die Elektronenspinresonanzspektren wurden sowohl im Dunkeln als auch nach Photoanregung analysiert. Die Zugänglichkeitsdaten zeigen, dass das Rhodopsin-Polypeptid eine wässrige/hydrophobe Grenze in der Nähe von V138 und H152 überquert. Die aus den Spektren abgeleiteten Nitroxidmobilitäten stimmen mit einem Modell überein, in dem die C-Helix bis mindestens zum Rest C140 reicht, wobei ein großer Teil der Helixoberfläche in Kontakt mit Protein anstatt mit Lipid in der Nähe der zytoplasmatischen Oberfläche der Membran steht. Nach der Photoanregung werden Änderungen im Elektronenspinresonanzspektrum an Stellen auf der vermuteten C-Helix-Oberfläche beobachtet, die mit dem Protein in Kontakt stehen, sowie an spezifischen Stellen in der C-D interhelikalen Schleife. Eine einfache Interpretation dieser Ergebnisse ist, dass die Photoanregung eine starre Körperbewegung der C-Helix relativ zu den anderen in dem Helix-Bündel beinhaltet.