銅アミン酸化によって触媒化された分子酸素還元のための内球機構は酸化します
Arnab Mukherjee1, Valeriy V Smirnov, Michael P Lanci
1Department of Chemistry, Johns Hopkins University, 3400 North Charles St., Baltimore, Maryland 21218, USA.
銅のアミン酸化は,アミンの代謝のために酸素を使用します. 新しい研究は,基板に減少した豆苗アミン酸化酵素 (PSAO) が主にCu(I),TPQ半キノン状態で存在し,酸素減少機構を明らかにすることを明らかにしています.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 酵素学 酵素学とは
- バイオ・オーガニック化学 バイオ・オーガニック化学
背景:
- 銅とトパキノン (TPQ) が含有するアミン酸化は,バイオジェニックのアミンの代謝に不可欠であり,O2を利用してH2O2を生成します.
- これらの酵素におけるO2減少の正確なメカニズムは,複雑な陽子結合電子移転と急速な均衡により議論されてきた.
- 以前の研究は,酵素の反応型を特徴づけるのが困難だったため,困難だった.
研究 の 目的:
- 銅を含むアミン酸化物のO2減少のメカニズムを解明する.
- 基板に還元された pea seedling amine oxidase (PSAO) の反応的状態を特徴づけるために.
- 実験データと計算データに基づくO2削減のための新しいメカニズムモデルを提案する.
主な方法:
- 変化するpH,温度,粘度における運動学的研究.
- 安定状態の中間物質の識別.
- 競争性の酸素運動イソトープ効果の分析 ((18) OKIEs) と密度関数理論 (DFT) の計算.
主要な成果:
- サブストラットに還元されたPSAOは,主にCu(I),TPQセミキノン状態で存在します.
- (18) O KIEは温度に依存せず,pHの変化の影響は最小限であり,単純な運動過程を示しています.
- DFTの計算は,超酸化物中間体を形成するCu(I) に逆行可能なO2結合を支持し,その後にTPQセミキノンから不可逆的な電子移転を行い,過酸化物中間体を得る.
結論:
- O2の還元のための新しいメカニズムが提案されており,最初の可逆性O2結合をCu(I) にし,その後TPQセミキノンから電子の移転を伴う.
- この発見は,PSAOの反応性状態と酸素減少の初期段階を明らかにしています.
- 他の銅アミン酸化酵素における類似した18OKIEsは,酵素ファミリー全体で保存された内部球の反応機構を示唆する.
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