红外光谱和圆二色光谱法研究氰根配位的辣根过氧化物酶(HRP)的热伸展过程

摘要

@@ 典型的辣根过氧化物酶同功酶C(HRP)是用于过氧化物酶生物化学研究的原型酶. HRP的血红素辅基的铁是五配位的, 血红素口袋的远端和近端位点都存在一个氢键网络. HRP结构的稳定性已用随温度变化的FTIR光谱法［1］和圆二色及荧光光谱法［2］进行了研究, 并与细胞色素c过氧化物酶进行了比较. HRP的氰根加合物的活性位点的动力学稳定性和分子结构也用二维核磁共振法进行了表征［3］. 但是关于氰根配体对HRP在热伸展过程中的结构影响尚未见到报道. 本文用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和圆二色(CD)光谱法详细研究了氰根配位的HRP随温度的热伸展过程. 研究发现氰根(CN—)取代后, 酶中血红素铁的自旋状态和配位状态都与天然态完全不同, 氰根取代水分子成为血红素Fe(Ⅲ)的第六配体, 这时血红素周围的氢键也会遭受一定程度的破坏, 从而使HRP的热稳定性急剧下降. FTIR和Soret-CD的光谱分析表明HRP-CN的热变性过程与天然态HRP完全不同, 其途径可表示为： IIUA, 存在二级和三级结构同时部分破坏的伸展中间态(I)和完全伸展后蛋白质的聚集态(A).