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Kinetische Analyse und strukturelle Interpretation der kompetitiven Ligandenbindung für Denitrifikation in gekürztem Hämoglobin N
Author(s) -
Das Akshaya Kumar,
Meuwly Markus
Publication year - 2018
Publication title -
angewandte chemie
Language(s) - German
Resource type - Journals
eISSN - 1521-3757
pISSN - 0044-8249
DOI - 10.1002/ange.201711445
Subject(s) - chemistry , physics , microbiology and biotechnology , crystallography , stereochemistry , biology
Die Umwandlung von Stickstoffmonoxid (NO) zu Nitrat (NO 3 − ) durch Dioxygenierung schützt Zellen vor tödlichem NO. Ausgehend von NO‐gebundendem Häm ist der erste Schritt in der Umwandlung von NO zu harmlosem NO 3 − die Ligandenaustauschreaktion FeNO+O 2 →FeO 2 +NO, die auf molekularer Ebene nach wie vor schlecht verstanden ist. Die berechnete Barriere für die Austauschreaktion zwischen dem Wildtyp (WT) und der Y33A‐Mutante unterscheidet sich um 1.5 kcal mol −1 , verglichen mit experimentell gemessenen 1.7 kcal mol −1 . Es wird direkt bestätigt, dass die Ligandenaustauschreaktion in trHbN geschwindigkeitsbestimmend ist und dass entropische Beiträge 75 % des Unterschieds zwischen WT und der Y33A‐Mutanten ausmachen. Die Reste Tyr 33, Phe 46, Val 80, His 81 und Gln 82, welche das aktive Zentrum umgeben, nehmen im Ligand‐gebundenen Zustand sowie im Übergangszustand jeweils unterschiedliche Konfigurationen ein und kontrollieren deshalb vermutlich den Reaktionspfad. Durch den Vergleich mit Berechnungen der elektronischen Struktur des Übergangszustandes zwischen den zwei Ligand‐gebundenen Zuständen kann dieser dem 2 A‐Zustand zugeordnet werden.