Российские биохимики во главе с исследователями из ФИЦ Биотехнологии РАН совершили сразу три открытия. Во-первых, обнаружен новый ранее неизвестный фермент. Во-вторых, оказалось, что этот фермент катализирует новую для химии тиоцианата реакцию. И, наконец, самое важное с общебиологической точки зрения, открыт новый тип биокаталитического медного кластера, который образует активный центр фермента.
Международный коллектив ученых из России, Нидерландов и США во главе с исследователями из ФИЦ Биотехнологии РАН обнаружил и охарактеризовал новый фермент — тиоцианатдегидрогеназу, содержащуюся в т.н. галоалкалофильныых бактериях — микроорганизмах, способных жить в условиях высокой солености и экстремальных значениях рН среды. Кроме того, было показано, что этот фермент катализирует новую для химии тиоцианата реакцию — окисление тиоцианата до цианата и элементарной серы. Особо важно, что активный центр нового фермента оказался построен на основе ранее неизвестного в бионеорганической химии медного кластера, содержащего три иона меди. Описание исследований опубликовано в престижном международном журнале PNAS.
«Медь-содержащие белки представляют интерес для ряда направлений биотехнологий, например, конструирования биотопливных элементов и очистки окружающей среды», — пояснил Научный руководитель ФИЦ биотехнологии РАН академик Владимир Попов. «Данное открытие расширяет наши представления о бионеорганической химии меди и раскрывает молекулярные механизмы, лежащие в основе химических превращений с участием нового трехядерного медного центра».
Медь-содержащие белки играют важную роль в процессах жизнедеятельности и участвуют в запасании и распределении токсичных ионов меди в организме, транспорте электронов и катализе важнейших биохимических реакций. Медь-содержащие ферменты участвуют в биосинтезе гормонов, нейротрансмиттеров и других метаболитов.
Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS 24 февраля 2020 г. (https://doi.org/10.1073/pnas.1922133117).