在甲基辅酶M减少酶中的F(430)辅因子的氧化状态
Jennifer L Craft1, Yih-Chern Horng, Stephen W Ragsdale
1Department of Chemistry, University of Wisconsin, Madison, Wisconsin, USA.
新的研究表明,甲基辅酶M减少酶中的Ni-辅因子F430的ox1状态是Ni (II) 种,而不是Ni (I). 这一发现修订了我们对酶的关键反应状态和催化机制的理解.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 生物有机化学 生物有机化学
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 甲基共酶M减少酶 (MCR) 含有-类辅因子F430,对甲生物合成至关重要.
- 催化循环涉及F430的几个氧化还原状态,包括ox1-silent,red1和ox1.
- 之前的模型提出ox1作为一个Ni (I) 物种,是反应性red1状态的前体.
研究的目的:
- 在MCR中重新评估F430辅因子的ox1状态的电子结构.
- 挑战目前对于ox1状态的Ni (I) 模型.
- 为ox1状态提出一个与实验和计算数据一致的替代模型.
主要方法:
- 磁圆二极化 (MCD) 光谱,包括可变温度和可变场测量.
- 密度函数理论 (DFT) 和时间依赖的DFT (TD-DFT) 计算.
- 分析EPR和电子光谱与生化证据的结合.
主要成果:
- 实验MCD和吸收数据强烈表明ox1状态是Ni(II),而不是Ni(I).
- DFT/TD-DFT计算支持在减少ox1-silent,而不是Ni (I) 中心时形成水合甲离子基.
- 一个经过修订的模型提出ox1涉及一个Ni(II) 离子与一种来自共酶M的基相结合.
结论:
- 在MCR中F430的ox1状态是Ni (II) 物种,这与之前的Ni (I) 赋值相矛盾.
- 拟议的Ni (II) / thiolate模型解释了观察到的光谱特性和ox1减少到red1状态的必要性.
- 这项工作完善了对MCR的催化机制和辅因子F430.0的氧化还原状态的理解.
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