通过检测哺乳动物NADH-细胞色素b5还原酶中的氢原子，揭示了氢化物和质子转移反应的结构基础

NADH-细胞色素b5还原酶的高分辨率X射线和中子晶体结构揭示了FADH?-NAD?及FAD-NADH复合物，明确了氢键网络在质子传递途径中的作用。

　　

亮点

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b5R的X射线晶体结构揭示了FADH^?-NAD⁺和FAD-NADH复合物

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辅因子介导的相互作用在氢转移过程中起着关键作用

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中子晶体结构显示FAD周围的氢键网络存在差异

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FAD与蛋白质外表面之间的氢键网络形成了一个质子通道

总结

已经有许多关于铁氧还蛋白:NADP⁺还原酶家族成员的结构研究报道，但迄今为止尚未通过直接检测相关氢原子来验证其催化的氢转移和质子转移步骤。在这里，我们确定了NADH-细胞色素b₅还原酶的高分辨率X射线和中子晶体结构，该酶作为多种代谢过程的电子供体，并通过其FAD和NADH辅因子介导氢转移和质子转移反应。X射线结构根据与辅因子结合的氢原子的电子密度识别了FADH^?-NAD⁺和FAD-NADH复合物。在不同pD值下获得的中子结构显示，FAD与蛋白质表面之间的氢键网络中组氨酸残基的质子化状态存在差异。对氢原子的观察揭示了NADH-细胞色素b₅还原酶催化的氢转移和质子转移反应的结构基础。

图形摘要