介绍一篇发表在PNAS上的文章。文章的通讯作者是来自大阪大学的Genji Kurisu教授和来自波鸿鲁尔大学的Thomas Happe教授，Genji Kurisu教授的主要研究方向是分子生物学与蛋白质的晶体结构，Thomas Happe教授的主要研究方向是生物技术与微生物学。
[FeFe] - 氢化酶具有催化两个质子还原为分子氢的能力，其活性中心由铁和硫组成。这些酶是十分有效的、自然界中的氢转化生物催化剂，但它们的催化辅因子（称为 H 簇）通常对氧气非常敏感，容易被氧化失活。来自 Clostridium beijerinckii 的 [FeFe]-氢化酶 CbA5H 是一个比较特殊的 [FeFe] - 氢化酶，它具有保护 H 簇免受氧诱导失活的独特机制。因此，作者希望通过对该蛋白的结构进行解析，从结构信息中寻找其可以抵抗氧的原因。首先，作者通过冷冻电镜解析了 CbA5H 蛋白的结构。活性 [FeFe]-氢化酶 CbA5H 具有同型二聚体结构，每个原聚体可进一步分为从 N 到 C 末端的四个结构域：SLBB 结构域、四螺旋结构域（也称为Zn结构域）、Fd 结构域（包含两个 [4Fe-4S] 簇，可进行分子内的电子转移）以及H 结构域（催化活性中心）。来自两个原聚体的 H 结构域之间的相互作用很弱，而参与二聚化的两个原聚体之间的显著相互作用来自于一个原聚体的四螺旋结构域和另一个原聚体的 H 结构域。之后，作者解释了蛋白抵抗氧的结构基础。之前的研究表明，与该蛋白免受氧气影响这一能力相关联的区域是一个环，基于所涉及的残基（T365、S366 和 C367）被命名为 TSC 环。在这个蛋白的活性状态，TSC环与其他氢化酶的相似区域具有基本相同的结构，而在遇到氧气环境时，TSC环会改变构象，使得 C367 的巯基与 Fe 之间的距离减小，较小的距离可能干扰了氧与铁的配位，从而阻止了H簇在氧介导下的失活。此外，作者在结构解析的过程中，发现四螺旋结构域附近具有金属配位信号，通过结合位点、ICP-OES 等信息鉴定为锌。作者将 Zn 结合位点中的 H 突变为 A 后，蛋白的金属结合能力显著降低，同时其二聚化特征消失、热稳定性降低。这说明在两个原聚体之间配位结合的 Zn 增强该蛋白的稳定性。原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2416233122文章引用：DOI: 10.1073/pnas.2416233122
目前评论：