Mn(II) 通过多铜氧化酶复合物Mnx的氧化:双核激活机制
Alexandra V Soldatova1, Lizhi Tao, Christine A Romano2
1Department of Chemistry, University of Washington , Box 351700, Seattle, Washington 98195, United States.
细菌的Mnx酶复合物通过一种独特的机制促进氧化到MnO2生物矿物,其中包括多核化学. 这个过程包括一个激活步骤,弱Mn2结合,和合作性周转,使有效的生物矿物化.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 生物矿物化 生物矿物化
- 酶的机制 酶的机制
背景情况:
- 细菌的Mnx复合体,具有多铜氧化酶 (MCO) MnxG,独特的氧化Mn2到MnO2生物矿物.
- 这种氧化通过一种Mn(III) 中间体进行,对于MnxG型1 Cu2+电子受体而言,其降解潜力异常低.
研究的目的:
- 为了研究MnxG催化MnO2生物矿物形成的酶机制.
- 阐明Mnx酶复合体的激活步骤,基质结合和周转动力学.
主要方法:
- 电子吸收光谱学被用来研究酶机制.
- 用化学分析来区分酶催化MnO2形成与纳米粒子衰老.
- 进行了动力学分析,以确定对Mn2度,pH和温度的依赖性.
主要成果:
- 酶催化MnO2形成表现出一个西格形的时间过程,表明关键的激活步骤.
- 一个依赖Mn2度和pH的滞后阶段表明Mn2结合较弱.
- 激活涉及去质子化 (pK a>8.6) 和形状变化,增加了Mn2的亲和力.
- 营业额是合作的,取决于两个Mn2离子,并通过双重deprotonation (pK a 7.6) 实现.
结论:
- Mnx利用的多核化学物质来促进Mn (II) 的艰难氧化和随后的MnO2生物矿化.
- 拟议的机制涉及中间体,如Mn (II) (μ-OH) Mn (II) 和Mn (III) (μ-OH) 2Mn (III),导致Mn (IV) 种核化MnO2纳米粒子.
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