S-腺苷-l-甲硫氨酸(SAM)自由基、丙酮酸甲酸裂解酶活化酶(PFL-AE)的活性位點內捕獲的5′-脫氧腺苷(5′-dAdo)自由基的2H和13C超精細偶聯常數完全是經典有機自由基的特征,其未配對電子位于sp2 C5′-碳的2pπ軌道中。然而,先前的電子-核雙共振(ENDOR)測量表明,這種5′-dAdo自由基從未真正“自由”:與目標伴侶和活性位點殘基的緊密范德華接觸引導它進行極其精確的區域選擇性反應,這是RS酶的標志。
西北大學Brian M. Hoffman和Joan B. Broderick等對活性位點伴侶5′-dAdo如何在簇結合SAM的同裂過程中與5′-dAdo共產生的相鄰同位素標記的甲硫氨酸結合的[4Fe–4S]2+簇進行顯著的57Fe、13C、15N和2H超精細偶聯的發現,擴展了我們對活性位點伴侶5′-dAdo的理解。
本文要點:
(1)
通過非成鍵自由基-團簇接觸的57Fe耦合的起源由形式交換耦合模型和對稱性破缺-密度泛函理論計算闡明。將內啡肽衍生的C5′(dAdo)到標記蛋氨酸的距離作為結構約束條件,產生了一個5′-dAdo活性位點定位模型,該模型具有較短的非結合C5′-Fe距離。
(2)
該距離涉及S–C(5′)鍵斷裂時5′-dAdo向[4Fe–4S]2+團簇的獨特Fe的實質性移動,這似乎是有機金屬配合物Fe–C5′鍵形成的第一步。
參考文獻:
Hao Yang, Madeline B. Ho, Maike N. Lundahl, Martín A. Mosquera, William E. Broderick, Joan B. Broderick*, and Brian M. Hoffman*, ENDOR Spectroscopy Reveals the “Free” 5′-Deoxyadenosyl Radical in a Radical SAM Enzyme Active Site Actually is Chaperoned by Close Interaction with the Methionine-Bound [4Fe–4S]2+ Cluster. J. Am. Chem. Soc. 2024, XXXX, XXX, XXX-XXX
DOI: 10.1021/jacs.3c09428
https://doi.org/10.1021/jacs.3c09428