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什么是甲烷單加氧酶的結構與反應化學


化學先生 / 2019-07-29

        單加氧酶泛指在結構、生物化學和生物進化上完全不同的一系列酶，這些酶能夠催化O2與不同的有機、無機底物發(fā)生反應，在原核、真核微生物的分解代謝、消除環(huán)境污染物中發(fā)揮著重要作用。


        除甲烷單加氧酶以外，還包括苯酚羥基化酶、甲苯單加氧酶和烯烴單加氧酶等。這些單加氧酶也是具有溶解性的多組分酶系，只不過用于提供碳源和能源的底物不同，在一定條件下均能夠催化各自的碳氫化合物底物進行羥基化或環(huán)氧化反應。

        目前，在譜學表征方面研究較為深入、全面的是來自于Methylococcusca psulatus Bath和Meth yloeinue trichoe porium OB3b 的甲烷單加氧酶。已獲得的結構數據表明，這類酶均含有3~4個組分，其中包括1個含3個亞基的二聚體四級結構羥基化酶(MMOH),如圖3-1所示; 1個具有NADH還原性能的還原酶(MMOR),其N端含有葉綠體型的鐵氧化還原蛋白城( ferredoxindomain)、C端含有FAD-NAD-核糖結合城(flyvin domain);一個調節(jié)蛋白B (MMOB)。通過酶的結構、基因分析證明，這類酶的雙核鐵活性中心均含有一個羥基氧橋(hydrooxobridge)或羧基橋(carboxylatebridge),類似于核苷酸還原酶和硬脂酰ACP中雙核鐵羰基橋(diiron oxo bridge)。
       
      對這些酶系的各個組分進行結構表征，有助于閘明該類酶的雙核鐵活性中心構型及其與催化功能的關系，了解在甲烷和氧分子活化中的電子傳遞過程和形成的反應中間物，為最終揭示其微觀反應機制并對其進行化學模擬打下基礎。

 

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