金屬酶中的長程電子轉移機制研究

发布日期:2020-12-30     浏览次数:次   

我院王斌举教授课题组在金屬酶中的長程電子轉移機制研究方面取得进展,相关成果以“How Oxygen Binding Enhances Long-Range Electron Transfer: Lessons From Reduction of Lytic Polysaccharide Monooxygenases by Cellobiose Dehydrogenase”爲題發表于《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.202011408)。

金屬酶中的長程電子轉移是一個生物體內廣泛存在且重要的過程,對氧氣的還原與活化起關鍵作用。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爲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:(1LPMOCDH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CDHCYT)的heme b的兩個丙酸形成的氫鍵作用貢獻;(3)由于O2結合産生額外的驅動力,有O2参與的电子转移会比没有O2時速率快10倍左右;(4)氧氣結合驅動的長程電子轉移過程具有自旋選擇性,四重態比二重態熱動力學更有利。該研究不僅解釋了實驗上氧氣的存在對CDHLPMO之間的長程電子轉移有明顯促進的現象,也有助于我們深入理解金屬蛋白中自旋調控的長程電子轉移過程。

该工作主要由王斌举教授课题组博士后王展峰完成,赵仪教授及其博士生冯施施参與了论文的研究和讨论。该研究工作得到国家自然科学基金(批准号:220730772193300921907082)的資助和支持。

論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202011408

 

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