金屬酶中的長程電子轉(zhuǎn)移是一個生物體內(nèi)廣泛存在且重要的過程,對氧氣的還原與活化起關(guān)鍵作用。頑固多糖單加氧酶(LPMOs)是一種單銅酶,其主要催化頑固多糖的氧化裂解。纖維二糖脫氫酶(CDH)是目前研究最多的能夠為LPMOs提供電子的天然的電子供體酶。盡管兩種蛋白之間的相互作用得到了廣泛的研究,兩種蛋白之間的長程電子轉(zhuǎn)移過程仍然存在爭議。
在該工作中,課題組通過多尺度的模擬計算表明:(1)LPMO與CDH的相互作用基中在銅活性中心附近;(2)它們之間的相互作用主要是通過氫鍵相互作用,尤其是CDH(CYT)的heme b的兩個丙酸形成的氫鍵作用貢獻(xiàn);(3)由于O2結(jié)合產(chǎn)生額外的驅(qū)動力,有O2參與的電子轉(zhuǎn)移會比沒有O2時速率快10倍左右;(4)氧氣結(jié)合驅(qū)動的長程電子轉(zhuǎn)移過程具有自旋選擇性,四重態(tài)比二重態(tài)熱動力學(xué)更有利。該研究不僅解釋了實(shí)驗上氧氣的存在對CDH與LPMO之間的長程電子轉(zhuǎn)移有明顯促進(jìn)的現(xiàn)象,也有助于我們深入理解金屬蛋白中自旋調(diào)控的長程電子轉(zhuǎn)移過程。
該工作主要由王斌舉教授課題組博士后王展峰完成,趙儀教授及其博士生馮施施參與了論文的研究和討論。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:22073077、21933009、21907082)的資助和支持。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202011408
參考資料:
[1]廈門大學(xué),金屬酶中的長程電子轉(zhuǎn)移機(jī)制研究,https://chem.xmu.edu.cn/info/1274/9991.htm
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