Copper (II) binding of NAD(P)H- flavin oxidoreductase (NfoR) enhances its Cr (VI)-reducing ability.
Copper (II) binding of NAD(P)H- flavin oxidoreductase (NfoR) enhances its Cr (VI)-reducing ability.
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NAD(P) H-黄素氧化还原酶 (NfoR) 与铜 (II) 结合可增强其 Cr (VI) 还原能力
DOI：
10.1038/s41598-017-15588-y
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发表时间：
2017-11-13
影响因子：
4.6
通讯作者：
Li X
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Han H;Ling Z;Zhou T;Xu R;He Y;Liu P;Li X
微生物可以将六价铬Cr（VI）还原为毒性较小且可溶的三价Cr（III）。铜刺激微生物还原铬（VI）的芽孢杆菌，Ochrobactrum，和Gluconophosphorus物种，然而，其机制仍不清楚。在我们的研究中，当添加60 μM Cu（II）时，金黄色葡萄球菌LZ-01对Cr（VI）的还原率增加了210%。推测的NAD（P）H-黄素氧化还原酶基因（nfoR）在Cr（VI）胁迫下上调。NfoR敲除突变体显示受损的Cr（VI）和Cu（II）的减少-nfoR同基因突变体增强的Cr（VI）减少在Cu（II）的存在下减弱。体外试验表明，在Cu（II）存在下，Vmax值增加25.22 μM min−1 mg−1 NfoR。总之，这些结果表明，NfoR是负责Cu（II）的增强。等温滴定量热法（ITC）测定证实了NfoR与Cu（II）的相互作用，解离常数为85.5 μM。定点突变表明，His 100，His 128和Met 165残基可能是重要的Cu（II）结合，而Cys 163是必要的NfoR的FMN结合。这些结果表明，Cu（II）增强的NfoR属于Cr（VI）还原酶的一个新的分支，对Cr（VI）还原有重要影响。
Microbes can reduce hexavalent chromium Cr (VI) to the less toxic and soluble trivalent Cr (III). Copper stimulates microbial reduction of Cr (VI) by the Bacillus, Ochrobactrum, and Gluconobacter species; however, the mechanism remains unclear. In our study, the rate of Cr (VI) reduction by Staphylococcus aureus LZ-01 was increased by 210 % when supplemented with 60 μM Cu (II). A putative NAD(P)H-flavin oxidoreductase gene (nfoR) was upregulated under Cr (VI) stress. NfoR-knockout mutant displayed impaired reduction of Cr (VI) and Cu (II)-enhanced Cr (VI) reduction by nfoR isogenic mutant was attenuated in the presence of Cu (II). In vitro tests showed an increased V max value of 25.22 μM min−1 mg−1 NfoR in the presence of Cu (II). Together, these results indicate that NfoR is responsible for Cu (II) enhancement. Isothermal titration calorimetry (ITC) assays confirmed the interaction of NfoR with Cu (II) at the dissociation constant of 85.5 μM. Site-directed mutagenesis indicates that His100, His128, and Met165 residues may be important for Cu (II) binding, while Cys163 is necessary for the FMN binding of NfoR. These findings show that Cu (II)-enhanced NfoR belongs to a new branch of Cr (VI) reductases and profoundly influences Cr (VI) reduction.
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