近期，《化學(xué)通訊》（Chem.Comm.）報(bào)道了中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心應(yīng)用電子順磁共振方法，協(xié)助復(fù)旦大學(xué)揭示乙酰輔酶A合成酶向Ni超氧化物歧化酶的酶功能轉(zhuǎn)換機(jī)制。

    眾所周知，金屬蛋白（包括金屬酶）幾乎占目前已知蛋白質(zhì)的二分之一，其功能涉及電子傳遞、物質(zhì)能量代謝、金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)和藥物代謝等各個(gè)方面。金屬蛋白的金屬中心結(jié)構(gòu)及其微環(huán)境的變化及其導(dǎo)致的功能改變常常是理解生理與病理變化的關(guān)鍵因素。對(duì)它們的研究將有助于闡明人類疾病的分子機(jī)制，可為疾病的防治和新型藥物的設(shè)計(jì)提供新的線索。電子順磁共振能有效揭示電子自旋狀態(tài)、動(dòng)力學(xué)特性，是揭示金屬的配位幾何，捕捉金屬蛋白/金屬酶的反應(yīng)中間體的重要研究手段。

    乙酰輔酶A合成酶（ACS）是一種雙功能金屬蛋白，來源于厭氧自養(yǎng)菌如：產(chǎn)甲烷（methanogens）、產(chǎn)乙酸菌（homoacetogens）和海藻（archaea）。它催化兩種生物有機(jī)金屬反應(yīng),包括乙酰輔酶A的合成。科研人員基于其結(jié)構(gòu)利用分子動(dòng)力學(xué)模擬以及DFT計(jì)算的方法，在ACS的Ni周圍殘基定向突變相關(guān)殘基，使其具有了NiSOD歧化超氧負(fù)離子的功能。

    利用中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心低溫下電子順磁共振方法驗(yàn)證了在ACS中，通過關(guān)鍵氨基酸殘基的改造，使它擁有了歧化超氧負(fù)離子的能力。在超氧負(fù)離子的氧化下，Ni2+中心被氧化成了溶液體系中不穩(wěn)定的Ni3+態(tài)，利用電子順磁共振譜學(xué)的方法，捕捉到了這一中間態(tài)的配位狀態(tài)，為闡明ACS-NiSOD like的功能機(jī)理提供了的證據(jù)。

    該文已經(jīng)于2013年1月3日在《化學(xué)通訊》在線發(fā)表。

    論文信息：Functional Conversion of Nickel-Containing Metalloproteins via Molecular Design: from a Truncated Acetyl-Coenzyme A Synthase to a Nickel Superoxide Dismutase