C–H Bond Cleavage Is Rate-Limiting for Oxidative C–P Bond Cleavage by the Mixed Valence Diiron-Dependent Oxygenase PhnZ
作者:Simanga R. Gama、Becky Suet Yan Lo、Jacqueline Séguin、Katharina Pallitsch、Friedrich Hammerschmidt、David L. Zechel
DOI:10.1021/acs.biochem.9b00145
日期:2019.12.31
three active site residues. Primary deuterium KIE values of 5.5 ± 0.3 for D(V) and 2.2 ± 0.4 for D(V/K) were measured with (R)-2-amino[1-2H1]-1-hydroxyethylphosphonic acid, indicating that cleavage of the C1-H bond of the substrate is rate-limiting. This step is also rate-limiting for PhnZ Y24F, as shown by a significant deuterium KIE value of 2.3 ± 0.1 for D(V). In contrast, a different reaction step
PhnZ 利用混合价二铁 (II/III) 辅因子和 O2 氧化裂解 (R)-2-氨基-1-羟乙基膦酸的碳-磷键,形成甘氨酸和正磷酸盐。活性位点残基 Y24 和 E27 被提议用于介导底物的诱导拟合识别和 O2 对活性位点 Fe 离子之一的访问。H62 被提议在催化过程中使底物的 C1-羟基去质子化。动力学同位素效应 (KIE)、pH 速率依赖性和定点诱变被用来探测速率决定过渡态和这三个活性位点残基的作用。用 (R)-2-氨基[1-2H1]-1-羟乙基膦酸测量 D(V) 的初级氘 KIE 值为 5.5 ± 0.3,D(V/K) 的初级氘 KIE 值为 2.2 ± 0.4,表明底物的 C1-H 键是限速的。这一步也是 PhnZ Y24F 的速率限制,如 D(V) 的 2.3 ± 0.1 的显着氘 KIE 值所示。相比之下,不同的反应步骤似乎限制了 PhnZ E27A 和 H62A 变体的速率,其