Molecular Switches
.pdfSlow binding
+
N |
H
NLysCon. A
O
OH (4b)
O2N |
300 nm < λ < 400 nm |
λ > 475 nm |
|
|
A)
S
S
N N
H H
Fast binding
HO
O |
OH |
OH |
OH |
|
O
H
NLysCon. A
N
O O
(4a)
NO2
|
|
|
HO |
Con. A |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
O |
OH |
|
|
|
|
|
|
Lys |
N |
|
||
|
|
|
|
N |
|||
|
|
|
OH |
OH |
|
O |
|
|
|
|
|
|
O |
||
|
|
S |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S |
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
N |
|
|
|
Fe(CN)63– |
|
|
|
|
|
|
|||
|
H |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O2N |
Fe(CN)64–
e–
B)
ipc ( A)
4.2 |
|
|
|
|
3.4 |
|
(c) |
|
|
|
|
|
|
|
2.6 |
|
(b) |
|
|
|
|
|
|
|
1.8 |
|
(a) |
|
|
1 |
|
|
|
|
0 |
70 |
140 |
210 |
280 |
time (s)
|
M M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 M
|
CO2H |
CO2H |
|
|
|
|
H |
O |
H |
O |
|
H |
O |
H |
O |
H2N |
N |
N |
N |
OH |
H2N |
N |
N |
N |
OH |
|
|
|
|
||||||
|
O |
CH2 H |
O |
|
λ = 360 nm |
O |
CH2 H |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N N |
|
|
λ > 430 nm |
|
N N |
|
|
(6a) |
(6b) |
|
60 |
|
I / 340 nm |
40 |
|
20 |
||
|
||
|
0 |
V |
U |
V |
U |
V |
U |
|
|
|
|||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
|
|
M
M
M
M
|
HO2C |
N |
(7) |
O |
|
Lys-NH2 |
N |
Lys-NH-C |
|
||
|
|
|
|||
|
|
|
N |
||
|
|
|
|
Papain |
|
Papain |
+ |
N |
(8) |
N |
|
N |
|
|
|||
|
HO2C |
|
|
|
|
|
|
N |
(9) |
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
CO2H |
|
|
|
|
O |
|
|
O |
|
|
Lys-NH-C |
N |
λ = 320 nm |
Lys-NH-C |
N |
Papain |
|
N |
Papain |
N |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
λ > 400 nm |
|
|
(10a) |
|
|
|
(10b) |
|
H3N+ |
|
H O |
NO2 |
H2O |
H3N+ |
|
H |
+ |
H2N |
NO2 |
HN |
N (CH2)3 C C HN |
|
HN |
N (CH2)3 C CO2H |
||||||
H |
NH |
|
|
H |
NH |
|
|
|
||
|
|
C O |
|
|
|
|
C O |
|
|
|
(11)
F V F V
(A)
[para-nitro aniline] x105 (M)
(B)
[para-nitro aniline] x105 (M)
6 |
|
|
|
5 |
|
|
|
4 |
|
|
|
3 |
|
>400 nm |
|
2 |
|
|
|
320 nm |
|
|
|
1 |
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
|
|
time (min) |
|
6 |
|
|
|
5 |
|
320 nm |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
3 |
|
|
|
2 |
|
|
|
>400 nm |
|
|
|
1 |
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
|
|
time (min) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M
F V
Ala1 |
Leu2 |
|
Trp3 |
Gln4 |
|
|
|
|
|
|
|
121 bases |
|
|
|
|
|
|
|
Cys124 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HN |
|
|
|
MeAcm HCl NH2 |
|
|
NH2 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Edman |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Amd |
|
|
Amd |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
||
|
|
|
|
|
|
|
Edman |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Amd |
|
|
Amd |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Edman |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Amd |
|
|
Amd |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Leu |
Xaa |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
Boc |
|
|
OSu |
H |
|
|
|
OH |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Amd |
|
|
Amd |
|||||||||||||
|
|
|
|
Boc |
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ala |
TFA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Boc |
|
|
OSu |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Boc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
R = |
|
|
|
N N |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DCC |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Boc |
|
|
|
|
|
|
|
|
HOSu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OSu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Boc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Amd |
|
|
Amd |
||||||||||||||
TFA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Xaa |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Amd |
|
|
Amd |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M
P M