铁硫簇介导的C-S键形成机制：自由基SAM酶MiaB催化tRNA甲基硫醇化反应中的态交叉现象解析

来自国内外的研究人员针对tRNA修饰酶MiaB催化N6-异戊烯腺苷(i6A37)甲基硫醇化的分子机制展开研究。通过密度泛函计算揭示了[4Fe-4S]RS和[3Fe-4S]Aux双铁硫簇的协同作用：前者生成5′-dAdo•自由基引发C2-H键活化，后者兼具甲基载体和硫供体功能。该研究为理解自由基SAM酶超家族的C-H键活化机制提供了新视角。

　　

这项研究深入解析了自由基S-腺苷甲硫氨酸（SAM）酶MiaB的双功能催化机制。该酶通过独特的双铁硫簇系统——负责自由基生成的[4Fe-4S]_RS簇和具有双重功能的[3Fe-4S]_Aux辅助簇，实现了tRNA中N⁶-异戊烯腺苷(i⁶A37)的C²位点甲基硫醇化修饰。计算模拟揭示：5′-脱氧腺苷自由基(5′-dAdo^•)首先抽提C²-H氢原子，随后发生关键的态交叉过程——辅助簇不仅作为甲基"搬运工"，还直接提供硫原子完成修饰。精氨酸66位点被证明是稳定底物自由基的"分子刹车"，其突变为谷氨酰胺会导致酶活性显著改变。这项发现为设计模拟铁硫簇催化功能的合成材料提供了理论蓝图，也为开发靶向tRNA修饰的抗菌策略开辟了新思路。