Redox-Zentren der Chinaldin-4-Oxidase und der Isochinolin-1-Oxidoreduktase: strukturelle und elektronische Charakterisierung mittels ESR-/ENDOR-Spektroskopie

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Die molybdänhaltigen Hydroxylasen der Xanthin Oxidase Familie, Chinaldin-4-oxidase (QualOx) und Isochinolin-1-oxidoreduktase (IsoOr) besitzen als redoxaktive Zentren neben dem Molybdopterin Cofaktor jeweils zwei Eisen-Schwefel-Cluster vom Typ [2Fe2S]. Chinaldin-4-oxidase (QualOx) enthält zudem noch einen FAD-Cofaktor. Die Metallzentren (Mo) und [2Fe2S] und ggf. das FAD-Radikal werden mittels der Elektronenspin-Resonanz (ESR) und der hochauflösenden Elektronen-Kern-Doppelresonanz (ENDOR) charakterisiert. Dabei ist die Modifikation der Proben durch Isotopenaustausch essentiell. Zum einen wird 57Fe substituiertes Protein für die Charakterisierung der [2Fe2S]-Cluster benötigt. Ferner wird ein Schwerpunkt auf der Untersuchung 13C und 2H substituierter Substrate und Analoge liegen, um die Frage der Substratbindung mit dem Mo-Zentrum anzugehen. Zudem sollen Aminosäurereste mit vermuteter funktioneller Bedeutung durch Mutagenese ausgetauscht und die veränderten Enzyme sollen charakterisiert werden. Dabei werden kurzlebige Zustände durch Rapid Freeze Methoden angereichert und untersucht. Ziel des Vorhabens ist es, unter Einbeziehung der zuvor an der Chinolin-2Oxidoreduktase (QuinOr) gewonnenen Erkenntnisse vergleichend die paramagnetischen Zentren beider Enzyme im Detail darzustellen und ihre Einordnung in den katalytischen Funktionsmechanismus vorzunehmen.