La estructura de la xantina oxidasa inhibida por formaldehído determinada por la espectroscopia ENDOR de 35 GHz 2H...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Enzimología Enzimología.
• La espectroscopia es una técnica de espectroscopia.

Sus antecedentes:

• El estado de oxidación de molibdeno inhibido por formaldehído (Mo(V)) de la xantina oxidasa (I) ha sido objeto de estudio durante décadas.
• Investigaciones anteriores sugirieron un enlace directo molibdeno-carbono (Mo-C) en el sitio activo de I, basado en acoplamiento hiperfino.
• Esta hipótesis fue apoyada indirectamente por las estructuras cristalinas de las enzimas oxidorreductazas de aldehído relacionadas.

Objetivo del estudio:

• Determinar inequívocamente la estructura del sitio activo de la xantina oxidasa (I) inhibida por formaldehído.
• Para resolver la ambigüedad que rodea el enlace Mo-C propuesto en el sitio activo de la enzima.
• Para dilucidar el mecanismo de inhibición del formaldehído en la xantina oxidasa.

Principales métodos:

• Espectroscopia de doble resonancia nuclear de electrones (ENDOR) utilizando los isótopos de protón ((1) H) y deuterio ((2) H).
• Los experimentos se llevaron a cabo en H(2) O/D(2) O soluciones tampón.
• Computaciones de la Teoría Funcional de Densidad (DFT) para apoyar los hallazgos espectroscópicos.

Principales resultados:

• Los espectros de ENDOR revelaron inequívocamente una estructura de anillo de cuatro miembros para el adducto del sitio activo.
• La estructura implica un adducto de formaldehído (CH(2) O) unido a Mo(V) a través de enlaces de azufre (S) y oxígeno (O).
• Se descartó definitivamente un enlace directo Mo-C para la enzima inhibida.

Conclusiones:

• El sitio activo de la xantina oxidasa (I) inhibida por formaldehído presenta un adducto cíclico Mo(V) -CH(2) O, no un enlace directo Mo-C.
• El gran acoplamiento hiperfino observado (13)C se explica por una interacción hiperfina transanular.
• Este estudio proporciona una comprensión estructural definitiva de la inhibición de la xantina oxidasa por el formaldehído.