Новости химической науки > Впервые зафиксирован «активный» кислород на ферменте

Применив одновременно два метода, исследователи из национальной лаборатории Брукхэвэн (США) смогли установить некоторые дополнительные детали поведения ферментов, отвечающих за большое количество процессов – от фотосинтеза до регулировки биологических часов.

Рисунок из Biochemistry, 2009, DOI: 10.1021/bi801918u

Объектом изучения исследователей были флавопротеиды, впервые обнаруженные в 1930-е годы. Эти ферменты катализируют широкий круг реакций, в основе которых лежат процессы окисления молекулярным кислородом. Сами флавопротеиды отвечают за активацию кислорода в этих процессах.

Хотя в настоящее время получены результаты рентгеноструктурного анализа более 1200 флавопротеидов, о самом механизме активации кислорода активным центром фермента практически ничего неизвестно – методы рентгеноструктурного анализа, как и другие физические методы исследования бессильны для изучения интермедиатов фермент-субстрат, время жизни которых составляет миллисекунды.

Исследовательская группа под руководством Аллена Орвилла (Allen Orville) использовала новые методы для изучения строения возможных кислородсодержащих интермедиатов состава кислород-холиноксидаза. Для решения поставленной задачи исследователи применили комбинацию рентгеноструктурного анализа и спектроскопии оптического поглощения, организованную в рамках одного аппарата. Облучение одного и того же района белкового кристалла видимым светом и рентгеновскими лучами позволило получить два различных, но взаимодополняющих набора данных. Такой подход позволил ученым соотнести информацию об электронном строении комплекса фермент-субстрат с расположением атомов в этом комплексе.

Для стабилизации интермедиата все исследования проводили при температуре около -170 градусов Цельсия. Комбинируя данные рентгеновской дифракции и спектроскопии видимого света, исследователи предложили две возможные структуры интермедиата флавопротеид-кислород, окончательный выбор будет сделан в ходе дальнейших экспериментов.

Источник: Biochemistry, 2009, DOI: 10.1021/bi801918u

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #квантовая химия, #медицинская химия, #молекулярная биология