Activación de peróxido para la reactividad electrofílica por la enzima de hierro no hemo binuclear AurF

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Química bioorgánica
• Enzimología

Sus antecedentes:

• Las enzimas binucleares de hierro no hemo utilizan O2 para la oxigenación y la abstracción de átomos de hidrógeno.
• Los intermediarios biferricos peroxo-puenteados son comunes pero no siempre reactivos.
• La comprensión de la activación de estos intermediarios es clave para la función de la enzima.

Objetivo del estudio:

• Aclarar los requisitos estructurales geométricos y electrónicos para la activación de la reactividad del peróxido.
• Caracterizar el peroxo intermedio activo en la 4-aminobenzoato N-oxigenasa (AurF).

Principales métodos:

• Espectroscopia de dicroísmo magnético circular (MCD) de AurF reducido.
• Espectroscopia vibratoria de resonancia nuclear (NRVS) para definir el peroxo intermedio.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT).

Principales resultados:

• Las estructuras electrónicas y geométricas de AurF están preparadas para una reacción rápida con O2.
• El peroxo intermedio activo presenta un puente de peroxo protonado.
• Los cálculos de DFT confirman que la protonación activa el peróxido para las reacciones electrofílicas / de transferencia de un solo electrón.

Conclusiones:

• La protonación es un mecanismo crítico para activar los intermediarios de peróxido en AurF.
• Es probable que esta estrategia de activación se conserve en otras enzimas de hierro binucleares no hemo.
• El estudio proporciona información sobre los mecanismos catalíticos de la activación del oxígeno por metalloenzimas.