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J-GLOBAL ID：201702287265499067   整理番号：17A0499084

QM/MM計算による,Aspergillus fumigatusからのフミトレモルギンBエンドペルオキシダーゼ(FtmOx1)の従来にないエポキシ化機構に関する洞察

Insights into the unprecedented epoxidation mechanism of fumitremorgin B endoperoxidase (FtmOx1) from Aspergillus fumigatus by QM/MM calculations

著者 (3件)： Wang Xiya (School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan, Shandong 250100, China. [e-mail]) ,  Su Hao ,  Liu Yongjun
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 19  号： 11  ページ： 7668-7677  発行年： 2017年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： Aspergillus fumigatusからのフミトレモルギンBエンドペルオキシダーゼ(FtmOx1)は,フミトレモルギンBをベルクロゲンに転換するエンドペルオキシダーゼ形成反応の触媒作用を有する,報告例中で初めてのα-ケトグルタル酸塩依存性の単核非ヘム鉄酵素である。実験から,分子状酸素(O₂)はO-O結合開裂をせずにベルクロゲンに結合することが明らかにされているが,これは現在周知の非ヘム鉄酵素とは異なり,詳細機構はなお不明である。本論文で,共基体(α-ケトグルタル酸塩)または基体(フミトレモルゲンB)のいずれかとの錯体中のFtmOx1の結晶構造にもとづいて,酵素-α-ケトグルタル酸塩-基体の三元錯体を構築し,量子力学および分子動力学の組合せ(QM/MM)計算を実施して,FtmOx1の新規な機構を明らかにした。計算から,Fe^IV=O錯体の基底状態は5重項と示された。Fe^IV=O錯体は,最初にTyr228のヒドロキシル基から水素を除去して反応を開始し,これは,この反応の低いエネルギー障壁(9.1kcal・mol^-1)に対応した。もしFe^IV=O錯体が基体のC₂₁から直接水素を除去すると,エネルギー障壁は33.9kcal・mol^-1に増加した。Tyr228がAla228に変異する場合,このエネルギー障壁は24.0kcal・mol^-1に低下した。逐次反応では,生成Tyr228ラジカルは,基体のC₂₁から水素(H₂)をエネルギー障壁23.8kcal・mol^-1で直接除去した。第二の分子状酸素は,活性ポケット中で基体のC₂₁ラジカルとエネルギー障壁4.8kcal・mol^-1で結合し,エポキシ化をさらに完結した。これらの結果から,FtmOx1の反応機構を解明する有益な情報が得られ,さらなる実験的探索に指針を与えた。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *分子内力学 ,  *Aspergillus fumigatus ,  *オキシドレダクターゼ ,  *エポキシ化 ,  *反応機構 ,  *触媒活性 ,  *非ヘム鉄タンパク質 ,  *金属酵素 ,  酸素 ,  二原子分子 ,  結晶構造 ,  *鉄錯体 ,  基底状態 ,  多重項 ,  ヒドロキシ基 ,  *脱水素反応 ,  プログラムパッケージ ,  分子構造 ,  計算機シミュレーション ,  ポテンシャルエネルギー面 ,  抗マラリア薬 ,  ラクタム ,  インドールアルカロイド ,  オレフィン化合物 ,  フェノールエーテル ,  ジオール ,  酸素複素環化合物 ,  芳香族縮合化合物 ,  脂肪族ケトン ,  脂肪族カルボン酸 ,  ケト酸 ,  ジカルボン酸 ,  アミノ酸 ,  フェノール類 ,  第一アミン
準シソーラス用語： *QM/MM法【分子力学】 ,  *ペルオキシダーゼ類 ,  分子状酸素 ,  三元錯体 ,  五重項 ,  CHARMM ,  分子動力学シミュレーション

分類 (4件)： 分子の電子構造  (BH05010Q) ,  反応速度論・触媒一般  (CB06010G) ,  酵素一般  (EB09010D) ,  分子化合物  (CE02000C)

物質索引 (4件)： フミトレモルギンB ,  ベルクロゲン ,  α-ケトグルタル酸 ,  チロシン

タイトルに関連する用語 (6件)： 計算 ,  Aspergillus ,  フミトレモルギンB ,  ペルオキシダーゼ ,  エポキシ化 ,  洞察