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라디칼화학의 개시제 철-유황 단백질

전문가 제언: ○ 철-유항 클러스터들은 생물계에 널리 퍼져있으며 많은 기능을 한다. 이 기능들은 전자수송, 산화환원 및 비 산화환원 촉매역할 그리고 유전자발현 조절이다. 최근 철-유황의 새로운 역할이 알려져 라디칼 촉매를 개시하는 Fe-S 클러스터와 S-아데노실메티오닌(SAM, AdoMet)을 이용하는 많은 효소들이 발견되었다.

– 이 Fe-S 클러스터가 중재하는 라디칼 촉매작용은 안정된 단백질-중심 라디칼 생성과 기질 라디칼 중간체들을 형성이다. 이들은 아데노실 중간체를 포함하는 공동 중간체를 갖는다. 아데노실 라디칼 중간체를 형성하는 기전은 아직 완전히 알려지지 않았지만 이들은 철-유황 클러스터를 위한 새로운 효소화학을 열어 가고 있다.

○ 지금까지 알려진 이들 새로운 분류의 SAM-의존 효소들의 기전은 이들이 [4Fe-4S] 클러스터들을 함께 사용하여 효소-결합, 탄소-중심이 된 라디칼을 형성하며 이들은 해당 반응의 의무적인(obligatory) 중간체가 된다. 이 라디칼-생성 시스템 반응들은 다양하며 이들이 참가하는 반응들은 어려운 화학이다. 많은 이들 반응들은 구리- 혹은 철-의존 일산소효소와 이산소효소에 의하여 촉매 되는 혐기성 반응에 해당한다.

○ 아직 많은 효소가 더 있으리라 믿지만 이 과의 4개 효소가 어느 정도 자세하게 알려졌다. 이들은 비오틴 합성효소, 파이루베이트 포메이트 용해 활성화효소, 혐기성 리보뉴클레오티드 환원 활성효소 그리고 라이신 2,3-아미노전위효소(LAM)이다. 이 상과(superfamily)의 타 멤버들은 비타민(티아민)과 보조인자들(헴, 세균엽록소, 몰리부도테린, 질소효소 등)의 생합성에 관여한다.

○ [4Fe-4S] 클러스터의 기능은 전자전이 에만 국한되는 것이 아니다. 이 클러스터는 산소에 민감하여 프로테오 박테리아의 호기성 및 혐기성 생활 간의 스위칭에 참여한다. 또 이들 구조의 산화파괴에 대한 약점은 자연에서 산소, 철 그리고 아마도 산화질소의 센서로 이용된다. 첨가하여 Fe-S 클러스터의 산화상태의 변화는 또한 가역 스위치로도 사용될 수 있다.

저자: Marquet, A; Bui, BTS; Smith, AG; Warren, MJ; AF Marquet, Andree; Bui, Bernadette Tse Sum; Smith, Alison G.; Warren, Martin J.
자료유형: 학술정보