Incorporation of an Asymmetric Mo-Fe-S Cluster as an Artificial Cofactor into Nitrogenase.
Incorporation of an Asymmetric Mo-Fe-S Cluster as an Artificial Cofactor into Nitrogenase.
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将不对称的mo-fe-s簇作为人造辅因子掺入氮酶。
DOI：
10.1002/cbic.202200384
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发表时间：
2022-10-06
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
固氮酶采用复杂的电子转移系统和Mo-Fe-S-C辅因子，称为M簇[（cit）MoFe 7S 9 C]），将大气N2还原为生物可获得的NH3。之前，我们已经证明，固氮酶的无辅因子形式可以被重新利用为蛋白质支架，用于掺入合成的Fe-S簇[Fe 6S 9（SEt）2]4−。在这里，我们证明了一个不对称的Mo-Fe-S簇[Cp* MoFe 5S 9（SH）]3-作为替代人工辅因子后，纳入无辅因子固氮酶支架的效用。所得的半人工酶催化还原C2 H2为C2 H4，CN-为短链烃，但它的活性明显不同于其[Fe 6S 9（SEt）2]4−-重构的对应物，这表明有可能采用分子设计和簇合成策略来进一步开发具有所需催化活性的半人工或人工系统。将合成的不对称Mo-Fe-S簇[Cp* MoFe 5 S9（SH）] 3−结合到无辅因子固氮酶支架的活性位点，产生半人工酶，催化还原C2 H2为C2 H4，CN−为短链烃。
Nitrogenase employs a sophisticated electron transfer system and a Mo-Fe-S-C cofactor, designated the M-cluster [(cit)MoFe7S9C]), to reduce atmospheric N2 to bioaccessible NH3. Previously, we have shown that the cofactor-free form of nitrogenase can be repurposed as a protein scaffold for the incorporation of a synthetic Fe-S cluster [Fe6S9(SEt)2]4−. Here, we demonstrate the utility of an asymmetric Mo-Fe-S cluster [Cp*MoFe5S9(SH)]3− as an alternative artificial cofactor upon incorporation into the cofactor-free nitrogenase scaffold. The resultant semi-artificial enzyme catalytically reduces C2H2 to C2H4, and CN– into short-chain hydrocarbons, yet it is clearly distinct in activity from its [Fe6S9(SEt)2]4−-reconstituted counterpart, pointing to the possibility to employ molecular design and cluster synthesis strategies to further develop semi-artificial or artificial systems with desired catalytic activities. Incorporation of a synthetic asymmetric Mo-Fe-S cluster, [Cp*MoFe5 S9(SH)] 3−, into the active site of the cofactor-free nitrogenase scaffold results a semi-artificial enzyme that catalytically reduces C2H2 to C2H4, and CN− into short-chain hydrocarbons.
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DOI：
10.1002/anie.202015751
发表时间：
2021-03-08
期刊：
Angewandte Chemie (International ed. in English)
影响因子：
--
作者：
Buscagan TM;Perez KA;Maggiolo AO;Rees DC;Spatzal T
通讯作者：
Spatzal T
影响因子：
7.7
作者：
Spatzal T;Perez KA;Howard JB;Rees DC
通讯作者：
Rees DC
影响因子：
15
作者：
HAGEN, KS;WATSON, AD;HOLM, RH
通讯作者：
HOLM, RH
DOI：
10.1002/anie.201507646
发表时间：
2015-11-16
期刊：
Angewandte Chemie (International ed. in English)
影响因子：
--
作者：
Tanifuji K;Lee CC;Ohki Y;Tatsumi K;Hu Y;Ribbe MW
通讯作者：
Ribbe MW
DOI：
10.1002/anie.202010790
发表时间：
2020-12-21
期刊：
Angewandte Chemie (International ed. in English)
影响因子：
--
作者：
Rohde M;Grunau K;Einsle O
通讯作者：
Einsle O