Spectroscopic Characterization of a Higher Plant Heme Oxygenase Isoform-1 from Glycine max (soybean) – Coordination Structure of the Heme Complex and Catabolism of Heme

Spectroscopic Characterization of a Higher Plant Heme Oxygenase Isoform-1 from Glycine max (Soybean) – Coordination Structure of the Heme Complex and Catabolism of Heme

Tác giả: Tomohiko Gohya, Xuhong Zhang, Tadashi Yoshida, and Catharina T. Migita

Lĩnh vực: Hóa sinh

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân lập và đặc trưng hóa một dạng heme oxygenase (HO) từ đậu nành (Glycine max), được gọi là GmHO-1. Dù có sự tương đồng thấp về trình tự amino acid so với các HO đã biết, GmHO-1 vẫn cho thấy khả năng liên kết heme với tỷ lệ 1:1 và xúc tác quá trình chuyển hóa heme thành biliverdin IX, CO và sắt tự do. Các phân tích quang phổ, bao gồm cả phổ hấp thụ và phổ EPR, đã được sử dụng để làm sáng tỏ cấu trúc của phức hợp heme-GmHO-1 ở các trạng thái khác nhau (ferric, ferrous, CO-bound, O2-bound) cũng như các chất trung gian phản ứng như verdoheme. Nghiên cứu cũng khám phá cơ chế chuyển hóa heme của GmHO-1, bao gồm vai trò của hệ thống khử NADPH/FNR/Fd như là hệ thống cho electron sinh lý, và xác định His30 là gốc proximal ligand của heme. Các kết quả cho thấy GmHO-1 hoạt động tương tự như các enzyme HO khác, mặc dù có sự khác biệt về trình tự amino acid và một số đặc điểm trong cấu trúc phức hợp heme và cơ chế phản ứng.

Mục lục chi tiết:

• Introduction (Giới thiệu)
• Results (Kết quả)
  • Expression and purification of GmHO-1 (Biểu hiện và tinh sạch GmHO-1)
  • Spectroscopic features of the heme-GmHO-1 complex (Đặc điểm quang phổ của phức hợp heme-GmHO-1)
  • Acid-base transition of heme-GmHO-1 (Chuyển đổi axit-bazơ của heme-GmHO-1)
  • Determination of the proximal ligand of heme (Xác định ligand proximal của heme)
  • Exogenous ligand binding (Liên kết ligand ngoại sinh)
  • Heme degradation by GmHO-1 (Sự phân hủy heme bởi GmHO-1)
  • Bilirubin assay of the heme oxygenase activity of GmHO-1 (Kiểm tra Bilirubin về hoạt động heme oxygenase của GmHO-1)
  • Detection of CO liberation and identification of reaction intermediates (Phát hiện giải phóng CO và nhận dạng các chất trung gian phản ứng)
• Discussion (Thảo luận)
  • Homology and heme binding (Đồng đẳng và liên kết heme)
  • Coordination structure of heme-GmHO-1 (Cấu trúc phối trí của heme-GmHO-1)
  • Characterization of the heme pocket of GmHO-1 by exogenous ligand binding (Đặc trưng túi heme của GmHO-1 thông qua liên kết ligand ngoại sinh)
  • Mechanism of heme degradation by GmHO-1 (Cơ chế phân hủy heme bởi GmHO-1)
• Experimental procedures (Quy trình thực nghiệm)
  • Construction of expression vector pMWGmHO-1 (Xây dựng vector biểu hiện pMWGmHO-1)
  • Other proteins (Các protein khác)
  • Heme binding and preparation of heme-GmHO-1 (Liên kết heme và chuẩn bị heme-GmHO-1)
  • Optical absorption and EPR spectroscopy (Phổ hấp thụ quang và phổ EPR)
  • Heme conversion and kinetic measurements (Chuyển hóa heme và đo động học)
  • Bilirubin assay (Kiểm tra Bilirubin)
  • Detection of CO (Phát hiện CO)
  • Extraction of the 660 nm intermediate (Chiết xuất chất trung gian 660 nm)
  • Other procedures (Các quy trình khác)
• Acknowledgements (Lời cảm ơn)
• References (Tài liệu tham khảo)