MAS NMR-based studies of phytochrome intramolecular function and signalling

• Applicants: Professor Jonathan Hughes, Ph.D.; Professor Dr. Jörg Matysik
• Subject Area: Structural Biology
• Term: from 2012 to 2018
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 207453734

• Final Report Year: 2021

Final Report Abstract

Mit Hilfe dieser Förderung konnten wir DNP-basierte Signalverstärkungsmethoden nutzen, die letztlich zu eindeutigen Zuordnungen und insbesondere zu sehr genauen interatomaren Abstandsmessungen innerhalb des Phytochrom-Moleküls führten. Die Arbeiten beleuchteten die Rolle der Dynamik im Photokonversionsprozess. Diese Entwicklungen überlagerten einige andere vorgeschlagene Untersuchungsgebiete, insbesondere hinsichtlich der Signaltransduktion. Andererseits ermöglichte die Förderung Fortschritte in Forschungsarbeiten, die mit dem ursprünglichen Antrag zusammenhingen, aber nicht explizit darin enthalten waren.

Publications

• Dynamic nuclear polarization provides new insights into chromophore structure in phytochrome photoreceptors. Angew. Chem. Int. Ed. 55, 16017-16020 (2016). Angew. Chem. 128, 16251-16254 (2016)
  Daniel Stöppler, Chen Song, Barth-Jan van Rossum, Michel-Andreas Geiger, Christina Lang, Maria-Andrea Mroginski, Anil Pandurang Jagtap, Snorri Th. Sigurdsson, Jörg Matysik, Jon Hughes, Hartmut Oschkinat
  (See online at https://doi.org/10.1002/anie.201608119)
• Crystal effects in mesobilirubin: a combined NMR spectroscopic and density functional theory study Photochem. Photobiol. 93, 834-843 (2017)
  Chen Song, Jörg Matysik, Franz Mark
  (See online at https://doi.org/10.1111/php.12734)
• Protonation-dependent structural heterogeneity in the chromophore binding site of cyanobacterial phytochrome Cph1 J Phys Chem B 121, 47-57 (2017)
  Francisco Velazquez Escobar, Christina Lang, Aref Takiden, Constantin Schneider, Jens Balke, Jon Hughes, Ulrike Alexiev, Peter Hildebrandt, Maria Andrea Mroginski
  (See online at https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.6b09600)
• Structural communication between the chromophore binding pocket and the N-terminal extension in plant phytochrome phyB. FEBS Letters, 591, 1258-1265 (2017)
  Francisco Velázquez Escobar, David Buhrke, Maria Fernandez Lopez, Sintayehu Shenkutie, Sylvia von Horsten, Lars-Oliver Essen, Jon Hughes, Peter Hildebrandt
  (See online at https://doi.org/10.1002/1873-3468.12642)
• 3D structures of plant phytochrome A as Pr and Pfr from solid-state NMR: implications for molecular function Frontiers in Plant Science 9, 498 (2018)
  Chen Song, Maria-Andrea Mroginski, Christina Lang, Jakub Kopycki, Wolfgang Gärtner, Jörg Matysik, Jon Hughes
  (See online at https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00498)
• MAS NMR on a red/far-red photochromic cyanobacteriochrome all2699 from Nostoc Int. J. Mol. Sci. 20, 3656 (2019)
  Xu QZ, Bielytskyi P, Otis J, Lang C, Hughes J, Zhao KH, Losi A, Gärtner W, Song C
  (See online at https://doi.org/10.3390/ijms20153656)
• Structural insights into photoactivation and signalling in plant phytochromes. Nature Plants, 6, 581-588 (2020)
  Soshichiro Nagano, Kaoling Guan, Sintayehu Shenkutie, Christian Feiler, Manfred Weiss, Anastasia Kraskov, David Buhrke, Peter Hildebrandt, Jon Hughes
  (See online at https://doi.org/10.1038/s41477-020-0638-y)