铁酶的功能模型的反应坐标:光谱和计算表征
Bryan T Op't Holt1, Michael A Vance, Liviu M Mirica
1Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, California 94305, USA.
一个铜复合体模仿酶氨酶,与反应形成甲基醇和子产物. 这种反应揭示了关键的中间体和对二氧化物激活和基化机制的洞察力.
科学领域:
- 生物有机化学 生物有机化学
- 酵素仿真是一种很好的方法.
- 铜协调化学 铜协调化学
背景情况:
- 铁酶是一种结合的双核铜酶,对黑色素生物合成至关重要.
- 了解它的机制需要功能和光谱模型.
- 铜氧化学是许多生物氧化过程的核心.
研究的目的:
- 为了合成和表征氨酸酶的功能模型.
- 为了阐明基质氧化由二铜 (II) 过氧化物复合物的机制.
- 将模型系统的机制与原生酶的机制进行比较.
主要方法:
- 使用N,N'-di-tert-butyl-ethylenediamine (DBED) 连接物合成一个mu-eta(2):eta(2)-peroxodicopper(II) 复合体.
- 在低温下与2,4-di-tert-butylphenolate发生反应.
- 使用光谱技术 (例如,共振拉曼) 进行反应中间体 (A-C) 的表征.
- 同位素标记研究,以追踪氧气的结合.
主要成果:
- 双铜 (II) 过氧化物复合物与酸盐反应,通过三种特征介质 (A-C) 通过三种特征介质 (A-C) 形成甲基醇和子产物.
- 中级A被确定为一种与酸盐结合的bis-mu-oxo双铜 (III) 种.
- 介质B被提议作为一个甲基酸盐桥接 bis-copper (II) 物种,以芳香环扭曲作为限制速率的步骤.
- 化产品中的氧原子来源于二氧化物;C-O键的形成涉及质子转移.
结论:
- 该DBED-铜复合体作为一个功能和光谱模型为tyrosinase.
- 已经提出了涉及电友芳香替代和独特中间体的详细机制.
- 桥接氧联体的质子化状态会影响最终产品的分布和氧化还原状态.
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