Structure of a Zinc Porphyrin-Substituted Bacterioferritin and Photophysical Properties of Iron Reduction

化学 光化学 卟啉 原卟啉IX 吸收(声学) 结晶学 材料科学 有机化学 复合材料 光动力疗法
作者
Brenda S. Benavides,Silvano R. Valandro,Daniela Cioloboc,A.B. Taylor,Kirk S. Schanze,Donald M. Kurtz
出处
期刊:Biochemistry [American Chemical Society]
卷期号:59 (16): 1618-1629 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acs.biochem.9b01103
摘要

The iron storage protein bacterioferritin (Bfr) binds up to 12 hemes b at specific sites in its protein shell. The heme b can be substituted with the photosensitizer Zn(II)-protoporphyrin IX (ZnPP), and photosensitized reductive iron release from the ferric oxyhydroxide {[FeO(OH)]n} core inside the ZnPP-Bfr protein shell was demonstrated [Cioloboc, D., et al. (2018) Biomacromolecules 19, 178–187]. This report describes the X-ray crystal structure of ZnPP-Bfr and the effects of loaded iron on the photophysical properties of the ZnPP. The crystal structure of ZnPP-Bfr shows a unique six-coordinate zinc in the ZnPP with two axial methionine sulfur ligands. Steady state and transient ultraviolet–visible absorption and luminescence spectroscopies show that irradiation with light overlapping the Soret absorption causes oxidation of ZnPP to the cation radical ZnPP•+ only when the ZnPP-Bfr is loaded with [FeO(OH)]n. Femtosecond transient absorption spectroscopy shows that this photooxidation occurs from the singlet excited state (1ZnPP*) on the picosecond time scale and is consistent with two oxidizing populations of Fe3+, which do not appear to involve the ferroxidase center iron. We propose that [FeO(OH)]n clusters at or near the inner surface of the protein shell are responsible for ZnPP photooxidation. Hopping of the photoinjected electrons through the [FeO(OH)]n would effectively cause migration of Fe2+ through the inner cavity to pores where it exits the protein. Reductive iron mobilization is presumed to be a physiological function of Bfrs. The phototriggered Fe3+ reduction could be used to identify the sites of iron mobilization within the Bfr protein shell.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
MOMO完成签到,获得积分10
刚刚
老大车完成签到 ,获得积分10
1秒前
rilin完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
干净芹菜完成签到 ,获得积分10
4秒前
幽默枫完成签到,获得积分10
5秒前
ah_junlei完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
wulin314完成签到,获得积分10
6秒前
shouyu29发布了新的文献求助10
7秒前
优雅含莲完成签到 ,获得积分10
9秒前
懵懂的碧彤完成签到,获得积分10
9秒前
活力的听露完成签到 ,获得积分10
9秒前
MDsi完成签到,获得积分10
10秒前
特大包包完成签到 ,获得积分10
10秒前
冷傲的如柏完成签到,获得积分10
11秒前
xin发布了新的文献求助10
11秒前
汤翔完成签到,获得积分10
12秒前
宁annie完成签到,获得积分10
13秒前
儒雅黑裤完成签到,获得积分10
14秒前
hkh发布了新的文献求助10
14秒前
篮孩子完成签到,获得积分10
14秒前
rrr发布了新的文献求助10
15秒前
stinkyfish完成签到,获得积分10
16秒前
邢哥哥完成签到,获得积分10
16秒前
柯子完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
温婉完成签到,获得积分10
17秒前
白泽完成签到,获得积分20
17秒前
志123完成签到,获得积分10
17秒前
Fly完成签到,获得积分10
17秒前
中华牌老阿姨完成签到,获得积分0
18秒前
鱼人完成签到,获得积分10
18秒前
TanXu完成签到,获得积分10
19秒前
美好凡阳完成签到,获得积分10
19秒前
Wonder完成签到,获得积分10
19秒前
拉长的靖雁完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
jimingxiang完成签到,获得积分10
20秒前
DAII完成签到 ,获得积分10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Brittle Fracture in Welded Ships 500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5943391
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7086553
关于积分的说明 15890197
捐赠科研通 5074488
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2729472
邀请新用户注册赠送积分活动 1688909
关于科研通互助平台的介绍 1613978