Direct visualization of a Fe(IV)-OH intermediate in a heme enzyme.
Direct visualization of a Fe(IV)-OH intermediate in a heme enzyme.
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DOI：
10.1038/ncomms13445
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发表时间：
2016-11-29
影响因子：
16.6
通讯作者：
Raven, Emma L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kwon, Hanna;Basran, Jaswir;Casadei, Cecilia M.;Fielding, Alistair J.;Schrader, Tobias E.;Ostermann, Andreas;Devos, Juliette M.;Aller, Pierre;Blakeley, Matthew P.;Moody, Peter C. E.;Raven, Emma L.
催化血红素酶在生物学中进行广泛的氧化。它们有一个共同的机制，需要形成高度氧化的铁基中间体。正是这些铁基中间体提供了催化引擎来驱动生物活性。揭开铁基物种的本质具有根本和广泛的重要性。关键的问题是铁基究竟是以Fe（IV）=O还是Fe（IV）-OH的形式来描述最好，但是以前的光谱学和X射线晶体学研究并不能明确区分这两种形式。在这里，我们使用不同的方法。我们报告的亚铁血红素过氧化物酶的化合物II中的铁基中间体的中子晶体结构，该结构允许铁基血红素的质子化状态被直接观察到。这，连同预稳态动力学分析，电子顺磁共振光谱和单晶X-射线荧光，确定一个Fe（IV）-OH物种的反应中间体。该结构为过氧化物酶中Fe（IV）-OH的形成奠定了先例。 由于X射线晶体学数据的模糊性，在含血红素的酶催化的反应中产生的铁基中间体的性质是不确定的。在这里，作者应用中子衍射，动力学和其他光谱学直接观察血红素过氧化物酶中的质子化铁基中间体。
Catalytic heme enzymes carry out a wide range of oxidations in biology. They have in common a mechanism that requires formation of highly oxidized ferryl intermediates. It is these ferryl intermediates that provide the catalytic engine to drive the biological activity. Unravelling the nature of the ferryl species is of fundamental and widespread importance. The essential question is whether the ferryl is best described as a Fe(IV)=O or a Fe(IV)–OH species, but previous spectroscopic and X-ray crystallographic studies have not been able to unambiguously differentiate between the two species. Here we use a different approach. We report a neutron crystal structure of the ferryl intermediate in Compound II of a heme peroxidase; the structure allows the protonation states of the ferryl heme to be directly observed. This, together with pre-steady state kinetic analyses, electron paramagnetic resonance spectroscopy and single crystal X-ray fluorescence, identifies a Fe(IV)–OH species as the reactive intermediate. The structure establishes a precedent for the formation of Fe(IV)–OH in a peroxidase. The nature of the ferryl intermediate generated in reactions catalysed by heme-containing enzymes is uncertain, due to the ambiguity of X-ray crystallography data. Here, the authors apply neutron diffraction, kinetics and other spectroscopy to directly observe a protonated ferryl intermediate in a heme peroxidase.
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影响因子：
3.9
作者：
Jones, DK;Dalton, DA;Raven, EL
通讯作者：
Raven, EL
DOI：
10.1107/s0907444910026582
发表时间：
2010-11-01
影响因子：
2.2
作者：
Afonine, Pavel V.;Mustyakimov, Marat;Adams, Paul D.
通讯作者：
Adams, Paul D.
DOI：
10.1098/rspb.1937.0015
发表时间：
1937-04-01
期刊：
PROCEEDINGS OF THE ROYAL SOCIETY SERIES B-BIOLOGICAL SCIENCES
影响因子：
--
作者：
Keilin, D;Mann, T
通讯作者：
Mann, T
DOI：
10.1107/s0907444909052925
发表时间：
2010-02
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Adams PD;Afonine PV;Bunkóczi G;Chen VB;Davis IW;Echols N;Headd JJ;Hung LW;Kapral GJ;Grosse-Kunstleve RW;McCoy AJ;Moriarty NW;Oeffner R;Read RJ;Richardson DC;Richardson JS;Terwilliger TC;Zwart PH
通讯作者：
Zwart PH
影响因子：
64.8
作者：
GEORGE, P
通讯作者：
GEORGE, P