血红的NMR和DFT研究:对细胞染色体c的功能影响
Matthew D Liptak1, Xin Wen, Kara L Bren
1Department of Chemistry, University of Rochester, Rochester, New York 14627-0216, USA.
血红素辅因子,一个外平面变形,影响核磁共振 (NMR) 的变化. 这项研究将血红与NMR变化和Hydrogenobacter thermophilus cytochrome c ((552) 的电子特性联系起来.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 生物物理学的生物物理.
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 血红素辅因子的外平面 (OOP) 变形在血红素蛋白中很普遍,并且通常在功能类内保存.
- 了解这些变形对于阐明蛋白质功能和电子转移机制至关重要.
研究的目的:
- 为了研究血红质卷曲 (OOP变形) 和核磁共振 (NMR) 超细变化之间的相关性.
- 使用密度函数理论 (DFT) 建立电子结构及其对卷曲的反应的理论模型.
主要方法:
- 利用一维和二维的NMR光谱学与选择性 (13)C-丰富,在Hydrogenobacter热的细胞染色体c(552) 赋予血红共振.
- 运用密度函数理论 (DFT) 计算来预测 NMR 超精细转移和电子磁共振 (EPR) g-tensor 沿着一个卷曲变形坐标.
- 引入了一种单氨基酸突变,以修改血红素的程度.
主要成果:
- 实验性NMR和DFT预测的参数显示出强烈的一致性,验证了理论模型.
- 增加的海姆乱导致海姆甲基 (1) H共振的上场转移和海姆甲基和中 (13) C共振的下场转移.
- 拉弗林改变了Fe 3d和氨酸pi的轨道重叠,破坏了Fe 3d分子轨道的稳定,影响了旋转密度分布.
结论:
- 血红素乱显著影响血红素辅因子的电子结构和NMR光谱特性.
- 由于卷曲而导致的旋转密度和轨道重叠的观察到的变化减少了与氧化还原伙伴的电子合,并降低了血还原潜力.
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