Role of a Conserved Tyrosine Residue in the FMN-Heme Interdomain Electron Transfer in Inducible Nitric Oxide Synthase.
Role of a Conserved Tyrosine Residue in the FMN-Heme Interdomain Electron Transfer in Inducible Nitric Oxide Synthase.
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保守酪氨酸残基在诱导型一氧化氮合酶 FMN-血红素域间电子转移中的作用。
DOI：
10.1021/acs.jpca.6b08207
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Feng,Changjian
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen,Li;Zheng,Huayu;Li,Wenbing;Li,Wei;Miao,Yubin;Feng,Changjian
黄素单核苷酸（FMN）和血红素结构域之间的结构域间电子转移（IET）是NO合成酶（NOS）合成一氧化氮（NO）的关键。FMN结构域中的一个保守酪氨酸残基（人诱导型NOS中的Y 631）被认为是FMN/血红素对接复合物模型中电子传递途径的关键部分。在本研究中，FMN-heme IET动力学在Y 631 F突变体和野生型的bidomain加氧酶/FMN构建的人诱导型NOS的激光闪光光解测定。Y 631 F突变体的速率常数显著降低了1.75%（与野生型相比），表明酪氨酸残基确实促进了通过蛋白质介质的FMN-血红素IET。野生型蛋白质的IET速率常数从345 s-1降低到242 s-1，从H2O到95%D2O，溶剂动力学同位素效应为1.4。相比之下，没有氘同位素效应，观察到的Tyr-苯丙氨酸突变体。此外，野生型iNOS IET速率常数值的明显变化，观察到改变pH值。这些结果表明，FMN-heme IET是质子耦合，其中保守的酪氨酸残基可能发挥重要作用。
The interdomain electron transfer (IET) between the flavin mononucleotide (FMN) and heme domains is essential in the biosynthesis of nitric oxide (NO) by the NO synthase (NOS) enzymes. A conserved tyrosine residue in the FMN domain (Y631 in human inducible NOS) was proposed to be a key part of the electron transfer pathway in the FMN/heme docked complex model. In the present study, the FMN–heme IET kinetics in the Y631F mutant and wild type of a bidomain oxygenase/FMN construct of human inducible NOS were determined by laser flash photolysis. The rate constant of the Y631F mutant is significantly decreased by ∼75% (compared to the wild type), showing that the tyrosine residue indeed facilitates the FMN–heme IET through the protein medium. The IET rate constant of the wild type protein decreases from 345 to 242 s–1on going from H2O to 95% D2O, giving a solvent kinetic isotope effect of 1.4. In contrast, no deuterium isotope effect was observed for the Tyr-to-Phe mutant. Moreover, an appreciable change in the wild type iNOS IET rate constant value was observed upon changing pH. These results indicate that the FMN–heme IET is proton coupled, in which the conserved tyrosine residue may play an important role.
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