2012年9月8日 訊 /生物谷BIOON/ --鉬是從細菌,、植物到人類乃至所有生物生存所必須的一種金屬物質(zhì)，但是作為至關(guān)重要的一種金屬,，沒有人知道這種重要分子與機體相互作用的重要性以及其分子機制,。近日，刊登在國際著名雜志PNAS上的一篇文章中,，來自Joel Weiner口腔醫(yī)學(xué)學(xué)院的研究者為我們揭開了這個謎題,。
金屬鉬對于人類健康至關(guān)重要，但是它并不獨立發(fā)揮作用,，而是被一種有機分子控制并使其吸附至特殊蛋白質(zhì)-鉬酶（molybdenum enzymes）來發(fā)揮作用,。這種有機分子可以將鉬定位在鉬酶的特殊位點，這對于細胞發(fā)揮功能來說非常復(fù)雜和重要,，但是目前這種有機分子的結(jié)構(gòu),，研究者并不清楚。
文章中,，研究者表示,，這中分子天然狀態(tài)下以兩種形式存在-扁平狀（flat form）和扭曲狀（distorted form），這兩種形式的分子功能并不一樣,，扭曲狀形式對于將電子轉(zhuǎn)移至金屬鉬上非常重要,。而扁平狀分子可以協(xié)同鉬酶進行合適定位，其是生化反應(yīng)鏈上重要的一部分,。
目前在參與代謝,、呼吸以及心臟病的蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)了扭曲狀分子形式的存在,；而扁平狀形式只是在大腦發(fā)育的蛋白質(zhì)中被發(fā)現(xiàn)，這種蛋白質(zhì)的缺失可以引發(fā)新生兒死亡,，理解這種扁平狀形式的分子對于治療由于其缺失所引發(fā)的疾病治療具有非常重要的意義,。
目前研究小組使用了蛋白質(zhì)工程操作技術(shù)來改變金屬鉬周圍蛋白質(zhì)的環(huán)境，研究者Weiner表示,，這將是關(guān)鍵的一步,，我們希望最終理解這些酶類在原子分辨率上的化學(xué)特征,，而且通過調(diào)節(jié)其活性可以更好地幫助我們理解人類疾病的發(fā)病機理,，這樣對于我們開發(fā)出潛在的療法將會大有幫助。（生物谷Bioon.com）
編譯自：First Look at Structure of Vital Molecule
doi:10.1073/pnas.1200671109
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Pyranopterin conformation defines the function of molybdenum and tungsten enzymes
Richard A. Rotherya, Benjamin Steinb, Matthew Solomonsona, Martin L. Kirkb, and Joel H. Weinera,1
We have analyzed the conformations of 319 pyranopterins in 102 protein structures of mononuclear molybdenum and tungsten enzymes. These span a continuum between geometries anticipated for quinonoid dihydro, tetrahydro, and dihydro oxidation states. We demonstrate that pyranopterin conformation is correlated with the protein folds defining the three major mononuclear molybdenum and tungsten enzyme families, and that binding-site micro-tuning controls pyranopterin oxidation state. Enzymes belonging to the bacterial dimethyl sulfoxide reductase (DMSOR) family contain a metal-bis-pyranopterin cofactor, the two pyranopterins of which have distinct conformations, with one similar to the predicted tetrahydro form, and the other similar to the predicted dihydro form. Enzymes containing a single pyranopterin belong to either the xanthine dehydrogenase (XDH) or sulfite oxidase (SUOX) families, and these have pyranopterin conformations similar to those predicted for tetrahydro and dihydro forms, respectively. This work provides keen insight into the roles of pyranopterin conformation and oxidation state in catalysis, redox potential modulation of the metal site, and catalytic function.
