Evidence of substrate binding and product release via belt-sulfur mobilization of the nitrogenase cofactor

硫黄 固氮酶 化学 辅因子 催化作用 亚硫酸盐 硫化物 铁硫簇 无机化学 立体化学 结晶学 氮气 有机化学 固氮
作者
Chi Chung Lee,Wonchull Kang,Andrew J. Jasniewski,Martin T. Stiebritz,Kazuki Tanifuji,Markus W. Ribbe,Yilin Hu
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:5 (5): 443-454 被引量:49
标识
DOI:10.1038/s41929-022-00782-7
摘要

Molybdenum nitrogenase catalyses the ambient reduction of N2 to NH3 at the M-cluster, a complex cofactor that comprises two metal-sulfur partial cubanes ligated by an interstitial carbide and three belt-sulfurs. A recent crystallographic study suggests binding of N2 via displacement of the belt-sulfur(s) of the M-cluster upon turnover. However, direct proof of N2 binding and belt-sulfur mobilization during catalysis remains elusive. Here we show that N2 is captured on the M-cluster via electron and sulfur depletion, and that the N2-captured state is catalytically competent in generating NH3. Moreover, we demonstrate that product release occurs only when sulfite is supplied along with a reductant, that sulfite is inserted as sulfide into the belt-sulfur-displaced positions and that there is a dynamic in-and-out of belt-sulfurs during catalysis. Together, these results establish the mobilization of cofactor belt-sulfurs as a crucial, yet overlooked, mechanistic element of the nitrogenase reaction. A recently proposed structure of an N2-bound Mo-nitrogenase has sparked considerable attention, although the direct evidence for N2 binding and sulfur mobilization during turnover has remained elusive. Now, additional spectroscopic and kinetic measurements further support this state and provide evidence that belt-sulfur displacement is an essential aspect of the nitrogenase mechanism.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
茉莉园完成签到,获得积分10
刚刚
安古妮稀完成签到,获得积分10
刚刚
wlqc完成签到,获得积分10
刚刚
昏睡的炎彬完成签到,获得积分10
1秒前
笨笨凡松完成签到,获得积分10
1秒前
derder完成签到,获得积分10
1秒前
石头完成签到,获得积分10
3秒前
廖无极完成签到 ,获得积分10
3秒前
dy1994完成签到,获得积分10
3秒前
萤火之森发布了新的文献求助10
4秒前
元宵宵完成签到,获得积分10
5秒前
sasa完成签到,获得积分10
5秒前
slimayw12发布了新的文献求助10
5秒前
情怀应助meme采纳,获得10
6秒前
歪歪象完成签到,获得积分10
6秒前
5430完成签到,获得积分10
7秒前
qwe完成签到,获得积分10
7秒前
景清完成签到,获得积分10
7秒前
guoleileity完成签到,获得积分10
8秒前
包子完成签到,获得积分10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
9秒前
xxxx完成签到,获得积分10
9秒前
Himanny完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
斯文败类应助slimayw12采纳,获得10
10秒前
Myrna完成签到,获得积分20
10秒前
创新发布了新的文献求助10
11秒前
Johnny完成签到,获得积分10
11秒前
李雪完成签到,获得积分10
11秒前
粱乘风完成签到,获得积分10
11秒前
xiuxiu_27完成签到 ,获得积分10
12秒前
今后应助歪歪采纳,获得10
12秒前
等DENG完成签到,获得积分10
12秒前
sunshine完成签到,获得积分10
13秒前
吴五五完成签到,获得积分10
13秒前
Lensin完成签到 ,获得积分10
14秒前
芋圆不圆完成签到,获得积分10
15秒前
安静问梅完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
顾矜应助Myrna采纳,获得10
17秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 2390
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4009093
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3548906
关于积分的说明 11300209
捐赠科研通 3283436
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1810365
邀请新用户注册赠送积分活动 886129
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811259