광 유도 나트륨 펌프의 Femtosecond~millisecond 구조 변화

박테리아 로돕신(Rhodopsin) 기반 나트륨 펌프는 빛을 이용하여 세포막을 가로질러 이온을 수송한다. 이러한 펌프는 최근 광유전학적 수단(Optogenetic tools)이 되었으며, 구조는 특성화되었으나 구조적 펌핑 메커니즘은 아직까지 밝혀지지 않았다. Jörg Standfuss와 연구진들은 Swiss-X-ray free 전자 레이저를 이용해서 Femtoseconds~milliseconds에 걸쳐 KR2 펌프의 스냅샷을 생성하고 세포막을 가로지르는 나트륨 이온의 움직임을 추적하였다. 이 결과를 통해 망막 이성질화(Retinal isomerization)가 어떻게 국소 Binding pocket을 빠르게 변화시키고 microseconds 내에 정전기 게이트(Electrostatic gate)의 열림을 유도하는지 보여주었다. 연구진들은 망막 근처에서 나트륨 이온의 일시적인 결합과 펌프 출구 근처의 2번째 결합 부위를 관찰하였다.