メチル共酵素M還元酵素のMCRred1形態における急速リガンド交換

科学分野:

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背景:

• Methanothermobacter marburgensisからのメチル共酵素M還元酵素 (MCR) は,メタノゲン生物のメタン合成に不可欠です.
• 酵素の活性部位にはニッケル-コルフィン共因子F (((430) が含まれており,それは中央のニオンを調整する.
• MCRは,MCRox1 (ready) とMCRred1 (active) を含む,異なる酸化還元状態で存在し,異なる軸性リガンドを持つ6座標のNi (I) を特徴としています.

研究 の 目的:

• MCRox1とMCRred1の状態の異なる反応性を調査する.
• Ni (I) センターの軸性結合体差がMCR活動にどのように影響するかを理解する.
• 脱ハロゲン化反応におけるMCRred1の触媒的可能性を調査する.

主な方法:

• MCRox1とMCRred1を基板類同物および小分子 (例えば,3-ブロモプロパネスルフォネート,クロロフォーム,酸化窒素) と比較した反応性研究.
• 2つのMCR状態の反応速度の違いを定量化するための運動分析.
• MCRred1の脱ハロゲン化反応を触媒化する能力の評価.

主要な成果:

• MCRred1は,MCRox1と比較して,反応性が著しく向上し,クロロフォーム (35,000倍まで),窒素酸化物 (90倍),および3-ブロモプロパネスルフォネート (106倍) とより速く反応します.
• MCRred1は,クロロフォームとジクロロメタンの脱ハロゲン化を触媒化し,コファクターF (((430) に似た低ハロゲン化製品を生成します.
• MCRred1の反応性の向上は,上軸リガンドの調整が弱く,受信する基板または阻害剤によって容易に置き換えられるために起因する.

結論:

• Ni (I) センターの上軸リガンドの性質は,MCR状態の固有反応性を決定的に決定します.
• MCRred1のラビルリガンドは,効率的なメタン合成に不可欠な,より速い基板結合と触媒を容易にします.
• MCRred1の脱ハロゲン化能力は,メタンの生産を超えた,より広範な触媒的可能性を強調しています.