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通过 Mo 和 Fe K 边 EXAFS 和 QM/MM 计算解析 Mo 固氮酶 E1 态的结构。
Chemical Science ( IF 7.6 ) Pub Date : 2019-09-04 , DOI: 10.1039/c9sc02187f Casey Van Stappen 1 , Albert Thor Thorhallsson 1 , Laure Decamps 1 , Ragnar Bjornsson 1 , Serena DeBeer 1
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生物固氮主要通过 Mo 固氮酶完成，Mo 固氮酶利用复杂的 MoFe7S9C 催化簇将 N2 还原为 NH3。在结合 N2 之前，该簇需要积累三到四个还原当量；然而，尽管经过数十年的研究，人们对 N2 结合之前形成的中间态仍然知之甚少。在此，我们使用 Mo 和 Fe K 边 X 射线吸收光谱和 QM/MM 计算来研究 E1 态的性质，E1 态是在添加 Mo 固氮酶的第一个还原当量后形成的。通过分析扩展的 X 射线吸收精细结构 (EXAFS) 区域，我们提供了对形成 E1 态时蛋白质金属簇中发生的变化的结构洞察，并使用这些指标来评估各种可能的模型E1状态。我们的实验和理论结果相结合，支持 E1 的形成涉及以 Fe 为中心的还原以及簇的带硫化物的质子化。因此，这些结果为这种重要酶的机制提供了关键的实验和计算见解。
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