Iron Oxidation in Escherichia coli Bacterioferritin Ferroxidase Centre, a Site Designed to React Rapidly with H(2) O(2) but Slowly with O(2).
Iron Oxidation in Escherichia coli Bacterioferritin Ferroxidase Centre, a Site Designed to React Rapidly with H(2) O(2) but Slowly with O(2).
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DOI：
10.1002/anie.202015964
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发表时间：
2021-04-06
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Svistunenko DA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pullin J;Wilson MT;Clémancey M;Blondin G;Bradley JM;Moore GR;Le Brun NE;Lučić M;Worrall JAR;Svistunenko DA
O2和H2O2都能在大肠杆菌细菌铁蛋白（EcBfr）的铁氧化酶中心（FC）氧化铁，但这两个反应的机理细节需要澄清。已使用UV/维斯、EPR和穆斯堡尔光谱法跟踪在厌氧条件下预加载Fe2+的apo-EcBfr暴露于O2或H2O2时的反应。我们发现O2可逆地结合di-Fe2 + FC，两个Fe2+离子被协同氧化，形成H2O2分子并释放到溶液中。该过氧化物分子进一步氧化另一个di-Fe2 + FC，其速率比O2快约1000，确保O2对铁的氧化的总体化学计量比为1：4。最初形成的Fe3+可以进一步与H2O2反应（产生蛋白质结合的自由基），但在几秒钟内松弛成H2O2-非反应性的二-Fe3+形式。所获得的数据表明，EcBfr在体内的主要作用可能是解毒H2O2，而不是螯合铁。对E.与O2和H2O2反应的大肠杆菌细菌铁蛋白亚铁氧化酶中心显示，H2O2的反应速度比O2快约1000倍，这意味着蛋白质的主要体内作用是ROS解毒而不是铁螯合。
Both O2 and H2O2 can oxidize iron at the ferroxidase center (FC) of Escherichia coli bacterioferritin (EcBfr) but mechanistic details of the two reactions need clarification. UV/Vis, EPR, and Mössbauer spectroscopies have been used to follow the reactions when apo‐EcBfr, pre‐loaded anaerobically with Fe2+, was exposed to O2 or H2O2. We show that O2 binds di‐Fe2+ FC reversibly, two Fe2+ ions are oxidized in concert and a H2O2 molecule is formed and released to the solution. This peroxide molecule further oxidizes another di‐Fe2+ FC, at a rate circa 1000 faster than O2, ensuring an overall 1:4 stoichiometry of iron oxidation by O2. Initially formed Fe3+ can further react with H2O2 (producing protein bound radicals) but relaxes within seconds to an H2O2‐unreactive di‐Fe3+ form. The data obtained suggest that the primary role of EcBfr in vivo may be to detoxify H2O2 rather than sequester iron. The kinetics of E. coli bacterioferritin di‐ferrous ferroxidase centre reacting with O2 and H2O2 shows that H2O2 reacts circa 1000 times faster than O2 implying that the primary in vivo role of the protein is ROS detoxification rather than iron sequestering.
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影响因子：
3.4
作者：
Bradley, Justin M.;Svistunenko, Dimitri A.;Le Brun, Nick E.
通讯作者：
Le Brun, Nick E.
DOI：
10.1038/nsb0794-453
发表时间：
1994-07-01
期刊：
NATURE STRUCTURAL BIOLOGY
影响因子：
--
作者：
FROLOW, F;KALB, AJ;YARIV, J
通讯作者：
YARIV, J
影响因子：
15
作者：
FOX, BG;HENDRICH, MP;MUNCK, E
通讯作者：
MUNCK, E
影响因子：
3.5
作者：
ANDREWS, SC;SMITH, JMA;HARRISON, PM
通讯作者：
HARRISON, PM
影响因子：
5.6
作者：
HOLMES, MA;LETRONG, I;STENKAMP, RE
通讯作者：
STENKAMP, RE