Mn(III) species formed by the multi-copper oxidase MnxG investigated by electron paramagnetic resonance spectroscopy
Mn(III) species formed by the multi-copper oxidase MnxG investigated by electron paramagnetic resonance spectroscopy
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通过电子顺磁共振波谱研究多铜氧化酶 MnxG 形成的 Mn(III) 物质
DOI：
10.1007/s00775-018-1587-z
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Britt, R. David
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tao, Lizhi;Stich, Troy A.;Soldatova, Alexandra V.;Tebo, Bradley M.;Spiro, Thomas G.;Casey, William H.;Britt, R. David
海洋芽孢杆菌（Bacillusbacteria）中的多铜氧化酶（MCO）MnxG在锰的地球化学循环中起着重要作用，它以比非生物快3 ~ 5个数量级的速率氧化Mn ~（2+）（aq）形成锰氧化物矿物。MCO MnxG蛋白作为多蛋白复合物的一部分分离，表示为Mnx，其包括一个MnxG单元和MnxE 3F 3亚基的六聚体。在Mn 2+（水溶液）的Mnx蛋白复合物催化的氧化过程中，最近在焦磷酸盐（PP）的存在下，酶结合的Mn（III）物种被捕获，并使用平行模式电子顺磁共振（EPR）光谱分析。在这里，我们提供了一个完整的分析，这种酶结合锰（III）中间体通过温度依赖性研究和光谱模拟。这种Mnx结合的Mn（III）物种的特征在于超精细耦合值A（55 Mn）= 4.2 mT（对应于120 MHz）和负零场分裂（zero-field splitting，简称zero-field splitting）值D = − 2.0 cm−1。这些磁性表明，Mnx结合的Mn（III）物种可以是具有5 B1 g基态的六配位或具有5 B1基态的四方锥五配位。此外，作为对照，Mn（III）PP也分析了平行模式EPR光谱。它表现出明显不同的磁性，超精细耦合值为A（55 Mn）= 4.8 mT（对应于140 MHz），负的ε值为D = − 2.5 cm−1。不同的Mn值表明Mnx结合的Mn（III）和水性Mn（III）PP物质的配体环境的差异。这些研究为进一步了解生物Mn 2+（aq）氧化机制提供了依据。
The multi-copper oxidase (MCO) MnxG from marineBacillusbacteria plays an essential role in geochemical cycling of manganese by oxidizing Mn2+(aq) to form manganese oxide minerals at rates that are three to five orders of magnitude faster than abiotic rates. The MCO MnxG protein is isolated as part of a multi-protein complex, denoted as Mnx, which includes one MnxG unit and a hexamer of MnxE3F3subunit. During the oxidation of Mn2+(aq) catalyzed by the Mnx protein complex, an enzyme-bound Mn(III) species was trapped recently in the presence of pyrophosphate (PP) and analyzed using parallel-mode electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. Herein, we provide a full analysis of this enzyme-bound Mn(III) intermediate via temperature dependence studies and spectral simulations. This Mnx-bound Mn(III) species is characterized by a hyperfine-coupling value ofA(55Mn) = 4.2 mT (corresponding to 120 MHz) and a negative zero-field splitting (ZFS) value ofD= − 2.0 cm−1. These magnetic properties suggest that the Mnx-bound Mn(III) species could be either six-coordinate with a5B1gground state or square-pyramidal five-coordinate with a5B1ground state. In addition, as a control, Mn(III)PP is also analyzed by parallel-mode EPR spectroscopy. It exhibits distinctly different magnetic properties with a hyperfine-coupling value ofA(55Mn) = 4.8 mT (corresponding to 140 MHz) and a negative ZFS value ofD= − 2.5 cm−1. The different ZFS values suggest differences in ligand environment of Mnx-bound Mn(III) and aqueous Mn(III)PP species. These studies provide further insights into the mechanism of biological Mn2+(aq) oxidation.
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作者：
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--
发表时间：
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--
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R. Szymczak
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通讯作者：
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DOI：
10.1046/j.1432-1327.1999.00898.x
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1999
期刊：
European journal of biochemistry
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--
作者：
I. Gromov;A. Marchesini;O. Farver;Israel Pecht;Daniella Goldfarb
通讯作者：
Daniella Goldfarb