混合配体%5b4Fe-4S%5d簇合物顺磁共振(EPR)光谱研究.pdfVIP

混合配体的[4Fe-4S]簇合物的顺磁基振(EPR)光谱研究 1扬帆 2单永奎 JohnH．Golbeck (。华东师范大学化学系无机教研室PennState University) 光合作用是将太阳能转化为化学能．以维持地球上所有生物生命活动的重要过程． 光合作用中的光反应主要是通过光系统I口SD和光系统Ⅱ(Psm这两个反应中心得以实 现的。psI中共有n个蛋白质亚单元．[4Fc-4sl簇台物F^和FB作为电子传递因子结台 的电子云密度图上也无法得到区分．对这两个簇台物的了解主要是从生物化学数据分析 et 和光谱数据得到的(Mehari at．，1995)．已经通过基因突变的方法把与f删S】簇合物中 的Fe原子配位的半胱胺酸(cys)改变为甘氨酸(gIy)等。 由于gIy不能提供配位原子． I反应中心 EPR光谱中．只显示出一个t4Fe-4S]簇合物的信号。而在以C14(3．PsaC与Ps 核(Fxcore)组装的Ps I反应中心中．则能检测到两个[4Fe-4S]簇台榜相互作用的谱线． 由此Jung 以其．sH中 簇台物利用外加的还原荆B．巯基乙醇(B．ME)，代替PsaC中原有的cys． 的S原子作为cys配位的pFe-4S]攘台物中第四个Fe原子的配体以_形成一个由三个cys I中PsaC必须 和一个B·ME组成的混合配体的[4Fe-4S]簇合物．这就满足了组装的Ps etaI，1996)．但由于在EPR光谱上该混合配体簇舍 是二+[4Fe-4Sl簇合物的要求(Jung fe∞”的假设 物是高自旋的(S=3／2)，在g=2．0区域无法检测得到，所以“chemical 的实验依据不足。 如前所述。PsI反应中心体系复杂．难以分辨检测到的信号的来源．我们拟采取一 个简单的合成Ⅱ螺旋蛋白质模型体系来解决这一坷题．利用最简单的能满足活性中心功 and DeGrado。1988)．a 能的体系中完成与之相对的复杂的真实生物体系的功能(Regan -螺旋蛋白质结构简单，共有四个平行的螺旋链，在两个螺旋链转折的区域共有四个cys． 能结合四个Fe原予以形成一个【4Fe_4s】簇台物．我们将咀一个91y取代一个cys，期望 能在EPR光谱上观察到在基因突变后的a．螺旋蛋白质中存在着一个[4Fe-4S]的簇合物信 号．由于仅有一个[4Fe-4S]簇A物，可以完全排除象在PsaC中的第二个簇台物的干扰． 所以a．螺旋蛋白质是一个非常理想的蛋白质模型体系。 利用常规的基因突变方法，把n．螺旋序列中第28个位置上的cys变为gIy。根据Scott et C28G a-螺 和8eggins(1997)的方法表达和纯化蛋白质。根据Junga1．(1996)．在apo 旋蛋白质中插入铁硫簇合物。X-bandEPR光谱是BrukerESP106E光谱仪上获得的。 图l为d．螺旋蛋白质的结构模型．四个结合[4FedS]簇台物的cys分别位于19．28， 65。和74的位置。圈2为还原态(实线)和氧化态(点线)C28G-a一螺旋蛋白质在g=2．0 区域的EPR光谱图．还原态是以g值等于2．009，1．934和1．907为特征的．此谱