Epoxidación catalizada por la oxigenasa dependiente de hierro no hemo (II) y 2-oxoglutarato, AsqJ: elucidación...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Enzimología
• Biología Química

Sus antecedentes:

• Los mecanismos de epoxidación se comprenden principalmente para las enzimas que contienen hemo como el citocromo P450.
• Los mecanismos catalíticos de las oxigenasas de hierro no hemo siguen siendo menos explorados.
• AsqJ, una oxigenasa no hemo dependiente del hierro (II) y el 2-oxoglutarato, cataliza la epoxidación.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el mecanismo molecular de la epoxidación catalizada por la enzima de hierro no hemo AsqJ.
• Investigar el papel de los sustituyentes del sustrato en la reacción de epoxidación.
• Comparar el mecanismo con los sistemas conocidos de epoxidación a base de hemo.

Principales métodos:

• Cinética de las enzimas en estado transitorio
• Espectroscopia de Mössbauer
• Cristalografía de rayos X
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT)
• Simulaciones de dinámica molecular
• Análisis de los productos de reacción utilizando sustratos nativos y análogos con diferentes para sustituyentes.

Principales resultados:

• AsqJ utiliza un modo de unión "en línea" para el 2-oxoglutarato (2OG) durante la adición de O2 al centro Fe (II).
• El paso de transferencia de átomos de oxígeno (OAT) es en gran medida independiente de los para sustituyentes del sustrato, a diferencia de los modelos sintéticos no hemo Fe (IV) -oxo.
• El paso de OAT procede gradualmente, formando un intermediario de Fe-alcóxido, como lo confirma la estructura cristalina, seguido de la formación de enlaces C-O.

Conclusiones:

• El mecanismo de epoxidación de AsqJ implica una transferencia gradual de átomos de oxígeno a través de un intermediario de Fe-alcóxido.
• El mecanismo de AsqJ difiere significativamente tanto de las epoxidasas basadas en hemo como de los modelos de hierro-oxo sintéticos no hemo.
• Este estudio proporciona información crucial sobre las estrategias catalíticas de las oxigenasas de hierro no hemo.