STRUCTURAL MODELS FOR MOLYBDOENZYMES

钼酶的结构模型

基本信息

  • 批准号:
    6726569
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    1986
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1986-06-01 至 2007-11-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Molybdenum is an essential trace element for all forms of life, and over 50 molybdoenzymes are known that catalyze oxidation-reduction reactions that are essential in the metabolism of carbon, nitrogen and sulfur. In humans molybdoenzymes play physiologically vital roles in the oxidation of sulfite to sulfate (sulfite oxidase) and in certain aspects of purine metabolism (xanthine oxidase, xanthine dehydrogenase). Fatal simultaneous deficiencies in the activities of these enzymes due to an inborn deficiency of a "molybdenum cofactor" have been well documented in children. Point defects in the sulfite oxidase protein itself can also produce the severe neurological symptoms of sulfite oxidase deficiency. These symptoms include dislocated ocular lenses, mental retardation, and, in severe cases, early death. Development of methods to clone and express human sulfite oxidase has revealed several different clinical point mutations that result in isolated sulfite oxidase deficiency. The X-ray structure of the highly homologous chicken liver sulfite oxidase provides a molecular basis for interpreting the fatal point mutations of the human enzyme. The research proposed here addresses the fundamental properties of sulfite oxidase and other molybdoenzymes by an integrated program of biophysical, biochemical and model compound studies. Emphasis will be given to the use of variable frequency pulsed electron paramagnetic resonance (EPR) techniques, especially electron spin echo envelope modulation (ESEEM) and pulsed electron-nuclear double resonance (ENDOR) spectroscopies, to probe in detail the surroundings of the molybdenum active site in wild-type and mutant enzymes. The trafficking of oxygen atoms at the molybdenum center during catalysis will be followed by pulsed EPR studies in water enriched in 17-O. The electron transfer reactions at the molybdenum center will be investigated by protein film voltammetry, and the factors that control the rates of intramolecular electron transfer between the molybdenum and iron center in native and mutant sulfite oxidase will be investigated by flash photolysis and theoretical modeling.
钼是各种生命形式的必不可少的痕量元素,已知超过50个钼酶催化氧化还原反应在碳,氮和硫的代谢中至关重要。在人类中,钼酶在硫酸盐氧化为硫酸盐(亚硫酸盐氧化酶)以及嘌呤代谢(黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤脱氢酶)的某些方面中起生理上至关重要的作用。由于“钼辅助因子”的天生缺乏,儿童已经有充分的证明是这些酶的致命性缺陷。亚硫酸盐氧化酶蛋白本身中的点缺陷还可以产生硫酸盐氧化酶缺乏的严重神经系统症状。这些症状包括眼镜脱位,智力低下,在严重的情况下,早死亡。开发克隆和表达人硫酸盐氧化酶的方法揭示了几种不同的临床突变,从而导致硫酸亚硫酸盐氧化酶缺乏症。高度同源鸡肝氧化酶的X射线结构为解释人酶的致命点突变提供了分子基础。这里提出的研究涉及硫酸盐氧化酶和其他钼酶的基本特性,这是通过生物物理,生化和模型化合物研究的综合程序。将重点放在使用可变的频率脉冲电子顺磁共振(EPR)技术,尤其是电子自旋回声络合膜调制(ESEEM)和脉冲电子核双共振(Endor)光谱镜(ENDOR)光谱镜,以详细探讨Molyybdenum Active Etive of Moleybdenum Active Etive of Molybdenum Active Estim in Will-will-type and Muttant eNants type and Muttant eNants typem and entype。在催化过程中,将在催化中钼中心的氧原子的运输将进行17-O富集的水的脉冲EPR研究。将通过蛋白质膜伏安法调查钼中心的电子转移反应,以及控制天然和突变体亚硫酸盐氧化酶之间分子内电子转移速率的因子,将通过闪光照射和理论建模来研究。

项目成果

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