利用美國(guó)能源部布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室兩種同步光源探測(cè)技術(shù),，一組研究人員闡明參與從光合成到生物鐘調(diào)控的一類酶蛋白的重要細(xì)節(jié),。在2009 年1 月9日Biochemistry 在線報(bào)道中，布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室生物物理學(xué)家Allen Orville及來(lái)自佐治亞州立大學(xué),、佐治亞理工學(xué)院的同事,，利用布魯克海文實(shí)驗(yàn)室國(guó)家同步加速器光源（NSLS）一種新裝備，辨別出一種黃素蛋白膽堿氧化酶中兩種可能的氧過(guò)渡態(tài),。該研究得到美國(guó)能源部生物與環(huán)境研究辦公室,，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院，美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金,，美國(guó)化學(xué)會(huì),，美國(guó)心臟學(xué)會(huì)，佐治亞州立大學(xué),，美國(guó)教育部的資助,。
這個(gè)跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)對(duì)黃素蛋白有濃厚興趣。黃素蛋白于1930s 年代首次發(fā)現(xiàn),。已知黃素蛋白參與一類廣泛的生物化學(xué)反應(yīng),，其中包括在動(dòng)物,、植物和真菌以及若干細(xì)菌中利用氧分子實(shí)現(xiàn)食物轉(zhuǎn)化為能量的反應(yīng)（氧活化）。盡管研究人員已經(jīng)確定超過(guò)1200 種黃素蛋白的晶體結(jié)構(gòu),，但這些酶蛋白中氧活化過(guò)程一直以來(lái)模糊不清,。值得一提的是，此前研究人員還不能確定黃素蛋白活性氧的過(guò)渡態(tài)結(jié)構(gòu),。過(guò)渡態(tài)通常擁有較高的化學(xué)勢(shì)能,，是完成許多重要但難于催化的生物反應(yīng)的必須步驟。但由于這些過(guò)渡態(tài)通常只能持續(xù)幾個(gè)毫秒時(shí)間,，傳統(tǒng)的同步加速器方法難以觀察這些過(guò)渡態(tài)結(jié)構(gòu),。
研究人員整合兩種同步加速技術(shù)——X 光衍射和光吸收光譜——成一種新的裝置。通過(guò)用強(qiáng)X 光和可見光對(duì)結(jié)晶黃素蛋白同一區(qū)域進(jìn)行照射,，可以捕獲兩種不同但相互互補(bǔ)的信息,，從而使得研究人員將酶分子電子結(jié)構(gòu)與三維原子結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)。Orville 表示,，將來(lái)自同一樣品同一時(shí)間的多類型數(shù)據(jù)整合起來(lái)是一項(xiàng)新的機(jī)遇：耗時(shí)更短,；樣品因無(wú)需移動(dòng)從而降低可能改變光譜數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)；可以有效排除任何單一技術(shù)不能確定的異常結(jié)構(gòu),。
為穩(wěn)定黃素蛋白過(guò)渡態(tài)結(jié)構(gòu)，研究人員將樣品置于極低溫度——大約靠近絕對(duì)零度,。照射X 光后,，這些冷凍黃素蛋白迅速接受被X 光束激活的電子。當(dāng)酶蛋白啟動(dòng)活化過(guò)程后,，隨著活化進(jìn)程的深入最終進(jìn)入活性過(guò)渡態(tài),。利用這些整合的數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)最終識(shí)別到兩種可能的過(guò)渡態(tài),，未來(lái)的實(shí)驗(yàn)將有助于確定哪一種過(guò)渡態(tài)更接近事實(shí),。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
Biochemistry, Article ASAP DOI: 10.1021/bi801918u
Crystallographic, Spectroscopic, and Computational Analysis of a Flavin C4a?Oxygen Adduct in Choline Oxidase
Allen M. Orville*, George T. Lountos, Steffan Finnegan, Giovanni Gadda* and Rajeev Prabhakar*
Biology Department, Brookhaven National Laboratory, Upton, New York 11973-5000, School of Chemistry and Biochemistry, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia 30332-0400, Department of Chemistry, Georgia State University, Atlanta, Georgia 30302-4098, Department of Biology, Georgia State University, Atlanta, Georgia 30302-4010, The Center for Biotechnology and Drug Design, Georgia State University, Atlanta, Georgia 30302-4098, and Department of Chemistry, University of Miami, Coral Gables, Florida 33146-0431
