Un dominio de detección de voltaje de oxígeno ligero ( dominio LOV ) es un sensor de proteínas utilizado por una gran variedad de plantas superiores, microalgas, hongos y bacterias para detectar las condiciones ambientales. En las plantas superiores se utilizan para controlar el fototropismo , la reubicación de los cloroplastos y la apertura de los estomas , mientras que en los organismos fúngicos se utilizan para ajustar la organización temporal circadiana de las células a los períodos diarios y estacionales. Son un subconjunto de dominios PAS . [1]
Común a todas las proteínas LOV es el cromóforo de flavina sensible a la luz azul , que en el estado de señalización está unido covalentemente al núcleo de la proteína a través de un residuo de cisteína adyacente . [2] [3] Los dominios LOV se encuentran, por ejemplo, en las fototropinas , que son complejos proteicos sensibles a la luz azul que regulan una gran diversidad de procesos biológicos en plantas superiores, así como en microalgas. [4] [5] [6] [7] [8] Las fototropinas se componen de dos dominios LOV, cada uno de los cuales contiene un cromóforo de mononucleótido de flavina (FMN) unido no covalentemente en su forma de estado oscuro, y un ser-terminal C-terminal. Thr quinasa .
Tras la absorción de luz azul, se forma un enlace covalente entre el cromóforo FMN y un residuo de cisteína reactivo adyacente de la apoproteína en el dominio LOV2. Esto media posteriormente la activación de la quinasa , que induce una señal en el organismo a través de la autofosforilación de la fototropina . [9]
Si bien se ha descubierto que la reactividad fotoquímica del dominio LOV2 es esencial para la activación de la quinasa , la funcionalidad in vivo del dominio LOV1 dentro del complejo proteico aún no está clara. [10]
En el caso del hongo Neurospora crassa , el reloj circadiano está controlado por dos dominios fotosensibles, conocidos como complejo de cuello blanco (WCC) y dominio LOV vívido (VVD-LOV). [11] [12] [13] WCC es el principal responsable de la transcripción inducida por la luz en la frecuencia del gen de control (FRQ) en condiciones de luz diurna, lo que impulsa la expresión de VVD-LOV y gobierna el circuito de retroalimentación negativa en el reloj circadiano . [13] [14] Por el contrario, el papel de VVD-LOV es principalmente modulador y no afecta directamente a FRQ. [12] [15]
Se ha descubierto que los dominios LOV controlan la expresión génica mediante la unión al ADN y están implicados en la regulación dependiente de redox, como, por ejemplo, en la bacteria Rhodobacter sphaeroides . [16] [17] En particular, las herramientas optogenéticas basadas en LOV [18] han ido ganando gran popularidad en los últimos años para controlar una gran variedad de eventos celulares, incluida la motilidad celular, [19] la distribución de orgánulos subcelulares, [20] la formación de contacto con la membrana. sitios, [21] dinámica de microtúbulos, [22] transcripción, [23] y degradación de proteínas. [24]