蛋白質(zhì)中的電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)對(duì)生命非常重要，例如修復(fù)DNA的光解酶，但結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的作用仍不清楚。
在這里，使用飛秒X射線(xiàn)晶體學(xué)，哥德堡大學(xué)Sebastian Westenhoff等報(bào)告了果蠅（6-4）光裂合酶中電子沿著四個(gè)保守的色氨酸酶鏈轉(zhuǎn)移時(shí)發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化。
本文要點(diǎn)：
（1）
在飛秒和皮秒延遲下，第一個(gè)色氨酸對(duì)黃素的光還原導(dǎo)致關(guān)鍵天冬酰胺、保守鹽橋和附近水分子重排的定向結(jié)構(gòu)反應(yīng)。我們檢測(cè)到第二個(gè)色氨酸附近從1 ps到20 ps的電荷誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)變化，確定附近的甲硫氨酸是氧化還原鏈的活躍參與者，并從第四個(gè)色氨酸附近的20 ps開(kāi)始。光解酶經(jīng)歷了高度定向和精心定時(shí)的結(jié)構(gòu)調(diào)整。
（2）
這質(zhì)疑了Marcus理論中線(xiàn)性溶劑響應(yīng)近似的有效性，并表明進(jìn)化已經(jīng)優(yōu)化了快速蛋白質(zhì)波動(dòng)以實(shí)現(xiàn)最佳電荷轉(zhuǎn)移。
參考文獻(xiàn):
Cellini, A., Shankar, M.K., Nimmrich, A. et al. Directed ultrafast conformational changes accompany electron transfer in a photolyase as resolved by serial crystallography. Nat. Chem. (2024).
DOI: 10.1038/s41557-023-01413-9
https://doi.org/10.1038/s41557-023-01413-9
