Advanced Spectroscopic and Computational Analysis of Metal Sites in Enzymes, Biomimetic Models, and Catalytic Intermediates.
酶、仿生模型和催化中间体中金属位点的高级光谱和计算分析。
基本信息
- 批准号:10674032
- 负责人:
- 金额:$ 27.71万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-09-01 至 2026-07-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Active SitesAffectAmino AcidsBenchmarkingBiochemicalBiomimeticsChemicalsComplexComputer AnalysisComputing MethodologiesDatabasesDiseaseElementsEnsureEnzymesFinding by CauseGleanGoalsHumanHydrogen BondingInvestigationJointsKineticsLifeMetalloproteinsMetalsModelingMolecularMonitorOrganismProteinsProtocols documentationReactionResearchResearch PersonnelSiteTimeWorkmetalloenzymemillisecondprotein complex
项目摘要
Advanced Spectroscopic and Computational Analysis of Metal Sites in Enzymes, Biomimetic Models, and
Catalytic Intermediates.
Summary/Abstract
Life of all organisms, including humans, depends on the activation of small stable molecules by
metalloproteins to provide selective and rapid chemical transformations. The goal of the proposed
research is to elucidate how specific metalloenzymes function by monitoring and analyzing the atomic
level changes that occur at the metal active site during the reaction. These studies are augmented with
benchmark studies of biomimetic complexes. The understanding gleaned from this work will provide a
molecular basis for finding causes and remedies of diseases. The focus of the research efforts will be on
how the interfacing of the active sites in metalloproteins with the protein matrix affects enzymatic
function. The primary atomic coordination to the metal is of critical importance, but in many cases, weaker
secondary sphere interactions, usually hydrogen bonds from nearby amino acid residues can have
significant influence as well. The investigations in our lab use advanced spectroscopic and computational
methods, providing detailed characterizations of the metal active sites in proteins that can be compared
with an extensive database of benchmarks that we and other researchers have gathered from synthetic
model complexes over the years. To understand how an enzyme works, we study key steps in their
chemical mechanism by trapping and characterizing reactive intermediates and tracking their elemental
kinetics on a millisecond time scale. The work is highly collaborative as we depend on the expertise of
many synthetic and biochemical research groups to ensure access to biomimetic and protein complexes
that can be, through joint effort, prepared cleanly with well-defined protocols.
酶,仿生模型和金属位点的高级光谱和计算分析
催化中间体。
摘要/摘要
包括人在内的所有生物的生命都取决于小稳定分子的激活
金属蛋白可提供选择性和快速的化学转化。提议的目标
研究是为了阐明特定的金属酶如何通过监测和分析原子
反应过程中金属活性位点发生的水平变化。这些研究得到了增强
仿生复合物的基准研究。从这项工作中收集的理解将提供
寻找原因和疾病补救措施的分子基础。研究工作的重点将开始
金属蛋白中活性位点与蛋白质基质的接口如何影响酶促
功能。与金属的主要原子协调至关重要,但在许多情况下,较弱
次级球相互作用,通常来自附近氨基酸残基的氢键可以具有
同样有重大影响。我们实验室中的调查使用高级光谱和计算
方法,提供可以比较的蛋白质金属活性位点的详细特征
通过我们和其他研究人员从合成中收集的广泛基准数据库
多年来建模复合体。为了了解酶的工作原理,我们研究了他们的关键步骤
化学机制通过捕获和表征反应性中间体并跟踪其元素
动力学以毫秒的时间尺度。这项工作是高度协作的,因为我们取决于
许多合成和生化研究小组,以确保获得仿生和蛋白质复合物
可以通过共同的努力通过定义明确的协议干净制备。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The Mechanism of Formation of Active Fe-TAMLs Using HClO Enlightens Design for Maximizing Catalytic Activity at Environmentally Optimal, Circumneutral pH.
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- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Pal, Parameswar;Schafer, Marcus C.;Hendrich, Michael P.;Ryabov, Alexander D.;Collins, Terrence J.
- 通讯作者:Collins, Terrence J.
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- DOI:10.1021/jacs.0c12564
- 发表时间:2021-02-10
- 期刊:
- 影响因子:15
- 作者:Miller KR;Biswas S;Jasniewski A;Follmer AH;Biswas A;Albert T;Sabuncu S;Bominaar EL;Hendrich MP;Moënne-Loccoz P;Borovik AS
- 通讯作者:Borovik AS
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