El átomo intersticial del cofactor FeMo de la nitrogenasa: pruebas de ENDOR y ESEEM de que no es un nitrógeno

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Química bioorgánica Química bioorgánica.
• Biología Estructural Biología estructural.

Sus antecedentes:

• El complejo enzimático de la nitrogenasa es crucial para la fijación biológica del nitrógeno.
• El sitio activo de la proteína MoFe contiene el complejo [MoFe7S9:homocitrato] FeMo-cofactor.
• La cristalografía de rayos X anterior sugirió un átomo no identificado (X) dentro del cofactor FeMo.

Objetivo del estudio:

• Para determinar si el átomo no identificado (X) dentro del cofactor FeMo es nitrógeno.
• Para investigar la composición del sitio activo de la proteína nitrogenasa MoFe.

Principales métodos:

• La cristalografía de rayos X se utilizó para identificar la densidad de electrones para el átomo X.
• Se emplearon espectroscopias de doble resonancia nuclear de electrones de banda Q (ENDOR) y modulación de la envoltura de eco de espín de electrones (ESEEM).
• Comparación de las señales espectroscópicas de la proteína MoFe y el cofactor FeMo extraído de NMF cultivado con isótopos 14N o 15N.

Principales resultados:

• Se observó una densidad de electrones consistente con un solo átomo N, O o C.
• Las señales espectroscópicas atribuidas al nitrógeno (14N o 15N) se asociaron exclusivamente con la proteína.
• Estas señales específicas de nitrógeno se perdieron tras la extracción del cofactor FeMo.

Conclusiones:

• El átomo X no identificado dentro del cofactor FeMo no es nitrógeno.
• Los átomos de nitrógeno detectados espectroscópicamente se encuentran en el componente proteico, no en el propio cofactor FeMo.