人类碳酸无水酶的固态NMR光谱:对酶机制的含义
Andrew S Lipton1, Robert W Heck, Paul D Ellis
1Macromolecular Structure & Dynamics Directorate, W. R. Wiley Environmental Molecular Sciences Laboratory, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, Washington 99352, USA.
人类碳酸无水酶 (CAII) 的固态NMR显示,氧化物,而不是水,在广泛的pH范围内与结合. 这一发现挑战了CAII的公认催化机制.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 生物物理学的生物物理.
- 化学物理 化学物理
背景情况:
- 人类碳酸无水酶 (CAII) 是生物系统中至关重要的酶.
- CAII催化了二氧化碳的可逆水合.
- 接受的机制涉及结合的水在酸性pH和氧化物在性pH.
研究的目的:
- 为了研究CAII的pH依赖性,使用 (67) Zn固态NMR.
- 描述与离子结合的第四个连接体的性质.
- 为了使实验发现与拟议的催化机制相协调.
主要方法:
- 固态 (67) Zn核磁共振 (NMR) 光谱学. 固态 (67) Zn核磁共振 (NMR) 光谱学. 固态 (67) Zn核磁共振 (NMR) 光谱学.
- 测量电场梯度 (EFG) 和四极合常量 (Cq).
- 对于结合的连接体的初始电子结构计算.
主要成果:
- 对CAII的四极合常量 (Cq) 在研究的pH范围 (pH 5-8.5) 中保持不变 (9.8 ± 0.2 MHz).
- 实验Cq值与对水和氧化物联体的理论预测进行了比较.
- 计算表明,观察到的NMR信号与氧化物连接体一致.
结论:
- 核磁共振数据强烈表明,氧化物是pH 5至8.5.5的结合物种中占主导地位的.
- 这与公认的机制相矛盾,该机制预测在这个pH范围内从水到氧化物结合的转变.
- 这些发现支持人类二氧化碳胺酶II的替代催化机制.
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