对NO重组与血红素和血红素蛋白的温度依赖性研究
Dan Ionascu1, Flaviu Gruia, Xiong Ye
1Department of Physics, Northeastern University, Boston, Massachusetts 02115, USA.
Journal of the American Chemical Society
|December 1, 2005
概括
这项研究表明,低于200K的氧化 (NO) 与肌球蛋白 (Mb) 重结是无阻碍的. 200K以上的蛋白质松和远端口袋突变影响NO重结动力学,这表明一种""结合机制.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 化学动力学 化学动力学
- 蛋白质动力学 蛋白质动力学
背景情况:
- 肌球蛋白 (Mb) 是氧气运输的关键蛋白质.
- 了解连接体重结动力学对于阐明蛋白质功能至关重要.
- 与Mb结合的氧化 (NO) 与一氧化碳 (CO) 的结合有相似之处和差异.
研究的目的:
- 为了研究NO与肌球蛋白的血红铁的温度依赖的重新结合动力学.
- 阐明蛋白放松和远端口袋突变在NO重新结合中的作用.
- 为了将肌球蛋白中的NO重结机制与裸体血红素和一氧化碳的机制进行比较.
主要方法:
- 时间分辨率光谱测量NO重结动力学.
- 从低温温度 (低于200K) 到更高温度的温度依赖的动力学研究.
- 位点定向的突变发生改变髓蛋白远端口袋 (例如,V68W).
- 在糖醇中与裸体血红素 (PPIX) 的肌红蛋白-NO动态的比较.
主要成果:
- 在200K以下,NO重新结合到Mb呈现出快速的,无阻隔的体相 (~10ps) 和较慢的双相 (~200ps),具有小的体阻隔 (~3kJ/mol).
- 在200K以上,运动速率略有放缓,表明溶剂玻璃过渡以上的蛋白质松.
- 突变远端口袋 (V68W) 消除了缓慢的重新绑定阶段,表明无法从更远的位置访问.
- 快速重新结合是独立于近位胺的,而在200K以上的温度依赖的减速在裸体血中消失.
结论:
- 由于铁的外平面形状,NO连接物通过一个""机制与铁结合,具有可以忽略的内障碍.
- 蛋白质放松和远端口袋相互作用在高温下NO重结动力学中起着重要作用.
- 这些发现支持一种血红质几何分布影响着连接体重结的模型,类似于之前对Mb.CO.的观察.
