结构洞察衬底和dioxygen-binding方式的催化循环rieske nonheme铁加氧酶系统,咔唑1 9 a-dioxygenase。
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井上Ashikawa Y, Z藤本,Usami Y, K,野口H, Yamane H, Nojiri H
结构洞察衬底和dioxygen-binding方式的催化循环rieske nonheme铁加氧酶系统,咔唑1 9 a-dioxygenase。
BMC结构生物学观点》2012年6月24日12:15。doi: 10.1186 / 1472-6807-12-15。
- PubMed ID
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22727022 (在PubMed]
- 文摘
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背景:Dihydroxylation相关的衔接着芳香碳cis-configuration,由多组分催化加氧酶系统被称为Rieske nonheme铁加氧酶系统(ROs),通常是第一步的有氧降解途径为各种芳香族化合物。因为这样的RO反应内在治理下游退化过程是否发生,小说涉及加氧酶的氧化机制ROs的组件(RO-Os)是极大的兴趣。尽管在结构和理化分析实质性进展,不存在共识的活性氧的化学催化循环中的步骤。因此,确定活性部位的构象变化RO-O发生基质和/或氧结合是很重要的。咔唑1 9 a-dioxygenase(轴节),RO成员包括催化终端加氧酶(CARDO-O),铁氧还蛋白(CARDO-F)和铁氧还蛋白还原酶。我们已经成功地确定氧化CARDO-O的晶体结构,氧化CARDO-F,氧化和减少CARDO-O形式:CARDO-F二进制复杂。结果:在目前的研究中,我们确定的晶体结构减少了咔唑(汽车)绑定,dioxygen-bound,汽车,和dioxygen-bound CARDO-O: CARDO-F二进制复杂结构为1.95,1.85和2.00的决议。这些结构揭示了构象变化发生在催化循环。结构比较复杂的结构的每一步催化机理提供了一些影响,如底物的顺序和双氧绑定,iron-dioxygen物种可能被铁(III) -(水电)peroxo和创造的双氧空间绑定和促进双氧绑定在理想的时尚前衬底绑定。结论:罗提出了催化机理如下:当Rieske集群减少,基质绑定诱发一些构象变化(例如,运动nonheme铁和配体残渣)创造的空间氧气绑定。 Dioxygen bound in a side-on fashion onto nonheme iron is activated by reduction to the peroxo state [Fe(III)-(hydro)peroxo]. This state may react directly with the bound substrate, or O-O bond cleavage may occur to generate Fe(V)-oxo-hydroxo species prior to the reaction. After producing a cis-dihydrodiol, the product is released by reducing the nonheme iron. This proposed scheme describes the catalytic cycle of ROs and provides important information for a better understanding of the mechanism.