质子耦合的电子转移调控血清铁转铁蛋白中金属的释放

《Dalton Transactions》：Proton-coupled electron transfer modulates the metal release of blood serum iron transferrin

血清转铁蛋白（sTf）在生理pH下铁释放机制的研究：通过多尺度建模揭示质子耦合电子转移主导铁释放路径，排除直接还原的热力学可能性。

　　

血清转铁蛋白（sTf）是脊椎动物中关键的铁转运蛋白，对三价铁（Fe^III）具有极高的亲和力。通常情况下，只有约30%的sTf与三价铁结合，这意味着其大部分结合位点仍可用于其他金属离子，包括重金属和放射性核素。虽然在内体环境下铁的释放过程主要是通过质子化机制实现的，但在生理pH值下的释放机制仍不明确，且涉及多种竞争性机制。为了解决这一问题，我们采用了多层次建模方法——结合分子动力学、元动力学和电子结构计算——来探究生理条件下的铁释放过程。我们的研究重点关注了三种主要机制：直接质子化、单电子还原以及质子耦合电子转移（PCET）。对于合成模型和蛋白质模型，计算得到的还原电位约为1.3伏特，表明直接还原在热力学上是不利的，这与实验观察结果一致。