Burgmayer Lab

钼是第二排过渡金属，对你的健康至关重要, 以及地球上几乎所有物种的健康.  这是因为生物体使用钼酶来催化重要的生化反应, 比如呼吸, 蛋白质合成和解毒.  埋在这些钼酶的蛋白质毯子里的是被称为钼辅因子的催化位点, or Moco 其最小的组成是一个钼原子和一个蝶呤二硫烯配体(图2). 1).  我们的研究重点是了解蝶呤-二硫代烯配体的特殊之处, 我们的方法是研究Moco的合成模型化合物. 

蝶呤-二硫代烯配体被称为 molybdopterin, MPT这种独特存在于钼和钨酶中的物质继续吸引着我们.  这种特殊配体的复杂性被认为是Mo和W酶功能多样性的关键.¹ 蝶呤二硫代烯配体由于具有高度柔性的电子结构而越来越受到人们的重视, 这不仅是因为蝶翼素和二硫烯的氧化还原能力, 还因为蝶呤和pyranopterin的构象可能在调节Mo的反应性中起作用.  其实值得一提的是 Moco是生物学中最富氧化还原的辅助因子!

我们解决蝶翼蛋白二硫烯功能难题的方法是开发一个模型系统，该模型系统可以调整以探索与酶相关的各种问题.  我们的模型系统(图1. 使我们能够进行几个领域的探索.

首先，我们发表了文章^2,3 我们对吡蝶呤和非环化形式之间可逆平衡的研究, 以及这种平衡如何随着溶剂介电(或极性)的变化而变化. (Fig.我们已经确定这是一个非常低能量的过程. 

More recently, 我们发表了一项详细的研究，解决了吡蝶呤信息的电子后果(图2). 5).⁴ 

Fig. 5.  由于蝶呤-二硫代烯配体的电子离域，会发生强烈的ILCT

目前，我们正在探索在我们的模型中质子化pterin的效果, 以及模型中pterin的减少.  这些结果提供了实验证据，证明钼和钨酶中的吡蝶呤二硫烯配体可以通过蛋白质调节的过程以多种方式参与催化.  我们的研究得到了NIH (GM081848)和NSF (CHE-0958996)的资助。.

¹ Rothery R, Weiner J， J Biol Inorg Chem, 2015, 349-372

² 杨建军，李建军，李建军，李建军，李建军，等。 J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19584−19587. DOI: 10.1021/ja310018e

³ Williams, B. R., Gisewhite, D., Kalinsky, A., Esmail, A., Burgmayer, S. J. N., Inorg. Chem. 2015, 54, 8214-8222. DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b00532

⁴Gisewhite, D., Yang, J.; Williams, B. R.; Esmail, A.; Stein, B.; Kirk, M.L.; Burgmayer, S. J. N.  J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 12808-12818. DOI: 10.1021/jacs.8b05777