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)
  Stöppler, Daniel; Song, Chen; van Rossum, Barth‐Jan; Geiger, Michel‐Andreas; Lang, Christina; Mroginski, Maria‐Andrea; Jagtap, Anil Pandurang; Sigurdsson, Snorri Th.; Matysik, Jörg; Hughes, Jon & Oschkinat, Hartmut
  
• Protonation-dependent structural heterogeneity in the chromophore binding site of cyanobacterial phytochrome Cph1 J Phys Chem B 121, 47-57 (2017)
  Velazquez Escobar, Francisco; Lang, Christina; Takiden, Aref; Schneider, Constantin; Balke, Jens; Hughes, Jon; Alexiev, Ulrike; Hildebrandt, Peter & Mroginski, Maria Andrea
  
• Crystal effects in mesobilirubin: a combined NMR spectroscopic and density functional theory study Photochem. Photobiol. 93, 834-843 (2017)
  Song, Chen; Matysik, Jörg & Mark, Franz
  
• Structural communication between the chromophore binding pocket and the N-terminal extension in plant phytochrome phyB. FEBS Letters, 591, 1258-1265 (2017)
  Velázquez Escobar, Francisco; Buhrke, David; Fernandez Lopez, Maria; Shenkutie, Sintayehu Manaye; von Horsten, Silke; Essen, Lars‐Oliver; Hughes, Jon & Hildebrandt, Peter
  
• 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)
  Song, Chen; Mroginski, Maria Andrea; Lang, Christina; Kopycki, Jakub; Gärtner, Wolfgang; Matysik, Jörg & Hughes, Jon
  
• MAS NMR on a red/far-red photochromic cyanobacteriochrome all2699 from Nostoc Int. J. Mol. Sci. 20, 3656 (2019)
  Xu, Qian-Zhao; Bielytskyi, Pavlo; Otis, James; Lang, Christina; Hughes, Jon; Zhao, Kai-Hong; Losi, Aba; Gärtner, Wolfgang & Song, Chen
  
• Structural insights into photoactivation and signalling in plant phytochromes. Nature Plants, 6, 581-588 (2020)
  Nagano, Soshichiro; Guan, Kaoling; Shenkutie, Sintayehu Manaye; Feiler, Christian; Weiss, Manfred; Kraskov, Anastasia; Buhrke, David; Hildebrandt, Peter & Hughes, Jon