Кіріспе
Ароматтық сақиналы гидроксиллендіруші диоксигеназалар (ARHD) дигидроксиллендіру реакциясында екі оксиген (O2) атомдарын субстраттарына қосып алады. Өнім (өңдеуі) цис 1, 2- дигидроксициклогексадиен, кейіннен цис диол дегидрогеназасы арқылы (өңдеуі) бензол гликоліне айналады. Көп компонентті мононуклеарлық (гема емес) темір оксигеназаларының үлкен отбасы анықталды. Бактериялық ароматтық сақиналық диоксигеназалардың компоненттері екі түрлі функционалдық сыныпты құрайды: гидроксилаза компоненттері және электронды трансфер компоненттері. Гидроксилазаның компоненттері (αβ) n немесе (α) n олигомерлері болып табылады. Екі протездік топ, Риске типті [Fe2S2] орталығы және мононуклеарлы темір (αβ) -н түріндегі ферменттердегі α-кіші бірлігімен байланысты. Электронды алмастыру компоненттері флавопротеиннен (NADH: ферродоксин оксидоредуктаза) және Риске типті [Fe2S2] ферродоксиннен тұрады. Бензоат және толуат 1,2 диоксигеназа жүйелерінде редуктаза және Риск типті ферродоксин домендерін қамтитын бір ақуыз NADH-дан гидроксилаза компонентіне электронды көшіреді. Фталатты 4,5-диоксигеназа жүйесінде фталатты диоксигеназа редуктаза (PDR) бірдей функция атқарады. PDR - FMN- мен ферродоксин домендерін біріктіретін бір ақуыз. Осылайша, ARHD жүйелеріндегі электронды алмасуды мынадай түрде қорытындылауға болады: NADH → редуктаза FAD немесе FMN → ферродоксин [Fe2S2] → гидроксилаза α кіші бірлігі [Fe2S2], Fe
NADH →reductase FAD or FMN → ferredoxin [Fe2S2] → hydroxylase α subunit
[Fe2S2], Fe
Құрылымы
Pseudomonas вирусынан алынған нафталин 1,2-диоксигеназаның гидроксилаза компонентінің кристалдық құрылымы анықталды. Белок (αβ) 3 гексамер болып табылады. β-бөлімшесі α+β класына жатады. Оның протездік топтары жоқ және катализдегі рөлі белгісіз. α-кіші бірлігін екі доменге бөлуге болады: [Fe2S2] орталығын қамтитын Риске домені және белсенді орын мононуклеарлы темірді қамтитын каталитикалық домен. Риске домені (тұрақтылар 38 158) төрт β парақтан тұрады. Жалпы бүктелу резеңке жүрек митохондриялық цитохром bc1 кешеніндегі Риске ақуызының ерігіш фрагментінің бүктелуіне өте ұқсас. [Fe2S2] орталығында Fe1 екі цистеин қалдықтарымен (Cys 81 және Cys 101) үйлестіріледі, ал Fe2 екі гистидин қалдықтарының Nδ атомдарымен үйлестіріледі (His 83 және His 104). Каталитикалық домен α+β класына жатады және тоғыз жіпті антипараллель β табағымен басым. Белсенді сайттың темірі ақуыздың бетінен шамамен 15 Å қашықтықта, тар каналдың түбінде орналасқан. Мононуклеарлы темір His 208, His 213, Asp 362 (бидентат) және су молекуласымен үйлестіріледі. Геометриясы бір лиганды жоқ бұрмаланған сегізбұрышты деп сипатталуы мүмкін. Алтылық элементтің құрылымы іргелес α-бөлімшелер арасындағы кооперативтілікті көрсетеді, онда бір α-бөлімшедегі [Fe2S2] орталығының электрондары іргелес α-бөлімшедегі (B) мононуклеарлы темірге AspB 205 арқылы беріледі, бұл Риске орталығының HisA 104 және белсенді сайттың HisB 208 -ге сутекті байланыста.
α+β class. It has no prosthetic groups and its role in catalysis is unknown. The α subunit can be divided into two domains: a Rieske domain that contains the [Fe2S2] center and the catalytic domain that contains the active site mononuclear iron. The Rieske domain (residues 38 158) consists of four β sheets. The overall fold is very similar to that of the soluble fragment of the Rieske protein from bovine heart mitochondrial cytochrome bc1 complex. In the [Fe2S2] center, Fe1 is coordinated by two cysteine residues (Cys 81 and Cys 101) while Fe2 is coordinated by Nδ atoms of two histidine residues (His 83 and His 104). The catalytic domain belongs to the α+β class and is dominated by a nine stranded antiparallel β sheet. The iron of the active site is located at the bottom of a narrow channel, approximately 15 Å from the protein surface. The mononuclear iron is coordinated by His 208, His 213, Asp 362 (bidentate) and a water molecule. The geometry can be described as a distorted octahedral with one ligand missing. The structure of the hexamer suggests cooperativity between adjacent α subunits, where electrons from the [Fe2S2] center in one α subunit (A) are transferred to the mononuclear iron in the adjacent α subunit (B) through AspB 205, which is hydrogen bonded to HisA 104 of the Rieske center and HisB 208 of the active site.