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一氧化氮结合研究揭示的细胞色素c氧化酶中细胞色素a3-Cua3偶联物的结构

Structure of cytochrome a3-Cua3 couple in cytochrome c oxidase as revealed by nitric oxide binding studies.

作者信息

Stevens T H, Brudvig G W, Bocian D F, Chan S I

出版信息

Proc Natl Acad Sci U S A. 1979 Jul;76(7):3320-4. doi: 10.1073/pnas.76.7.3320.

Abstract

The addition of NO to oxidized cytochrome c oxidase (ferrocytochrome c:oxygen oxidoreductase, EC 1.9.3.1) causes the appearance of a high-spin heme electron paramagnetic resonance (EPR) signal due to cytochrome a3. This suggests that NO coordinates to Cu+2a3 and breaks the antiferromagnetic couple by forming a cytochrome a+33-Cu+2a3-NO complex. The intensity of the high-spin cytochrome a3 signal depends on the method of preparation of the enzyme and maximally accounts for 58% of one heme. The effect of N-3 on the cytochrome a+33-Cu+2a3-NO complex is to reduce cytochrome a3 to the ferrous state, and this is followed by formation of a new complex that exhibits EPR signals characteristic of a triplet species. On the basis of optical and EPR results, a NO bridge between cytochrome a+23 and Cu+2a3 is proposed--i.e., cytochrome a+23-NO-Cu+2a3. The half-field transition observed at g = 4.34 in the EPR spectrum of this triplet species exhibits resolved copper hyperfine splittings with [A+2] = 0.020 cm-1, indicating that the Cu+2a3 in the cytochrome a+23-NO-Cu+2a3 complex is similar to a type 2 copper site.

摘要

向氧化型细胞色素c氧化酶(亚铁细胞色素c:氧氧化还原酶,EC 1.9.3.1)中添加一氧化氮(NO)会由于细胞色素a3而产生高自旋血红素电子顺磁共振(EPR)信号。这表明NO与Cu²⁺a3配位,并通过形成细胞色素a₃⁺-Cu²⁺a3-NO复合物打破反铁磁耦合。高自旋细胞色素a3信号的强度取决于酶的制备方法,最大占一个血红素的58%。N₃对细胞色素a₃⁺-Cu²⁺a3-NO复合物的作用是将细胞色素a3还原为亚铁状态,随后形成一种新的复合物,该复合物表现出三线态物种特有的EPR信号。基于光学和EPR结果,提出了细胞色素a₂³与Cu²⁺a3之间存在NO桥——即细胞色素a₂³-NO-Cu²⁺a3。在该三线态物种的EPR光谱中,在g = 4.34处观察到的半场跃迁显示出分辨的铜超精细分裂,[A²⁺] = 0.020 cm⁻¹,表明细胞色素a₂³-NO-Cu²⁺a3复合物中的Cu²⁺a3类似于2型铜位点。

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