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J. Phys. Colloques
Volume 37, Numéro C6, Décembre 1976
International Conference on the Applications of the Mössbauer Effect / Conférence Internationale sur les Applications de l'Effet Mössbauer
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| Page(s) | C6-203 - C6-207 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/jphyscol:1976643 | |
J. Phys. Colloques 37 (1976) C6-203-C6-207
DOI: 10.1051/jphyscol:1976643
CHARACTERIZATION OF AN OXYGENATED INTERMEDIATE IN A DIOXYGENASE REACTION BY EPR AND MÖSSBAUER SPECTROSCOPY
E. MÜNCK1, R. ZIMMERMANN2, J. D. LIPSCOMB1, L. QUE, Jr.1 and W. H. ORME-JOHNSON31 Freshwater Biological Institute, University of Minnesota, Navarre, MN 55392, U. S. A.
2 On leave from the University Erlangen-Nürnberg, D852, Erlangen, Germany
3 Department of Biochemistry, University of Wisconsin, Madison, WI 53706, U. S. A.
Résumé
Les dioxygénases sont des enzymes capables de couper la composition aromatique par l'installation d'oxygène. Un état intermédiaire dans la réaction catalytique est le triple complexe d'enzyme, de substrat et d'oxygène. Tandis que les complexes semblables ont été étudiés largement pour des protéines hèmes, on n'a pas fait beaucoup de publications pour les états intermédiaires des réactions de dioxygénases. Ici nous caractérisons le complexe de protocatéchuate 3,4-dioxygénase avec 3,4-dihydroxyphénylpropionate et O2 par l'application de EPR et la spectroscopie Mössbauer. Le complexe avec oxygène a des signaux EPR près de g = 6,7 et 5,3. Ces signaux résultent d'une doublette Kramer excitée. Les données Mössbauer et EPR montrent que le fer est dans un état de spin-fort ferrique, caractérisé par une valeur grande et négative D de l'Hamiltonien des spin, D ≈ - 2 cm-1. Une telle espèce n'est pas observée jusqu'au présent dans les systèmes biologiques.
Abstract
Dioxygenases are enzymes that cleave aromatic compounds by oxygen insertion. An important intermediate in the catalytic reaction is a ternary complex of enzyme, substrate, and oxygen. While such complexes have been studied extensively for heme proteins, very little work has been published for such intermediates in dioxygenase reactions. Here we report the characterization of a complex of protocatechuate 3,4-dioxygenase with 3,4-dihydroxyphenylpropionate and O2 using EPR and Mössbauer spectroscopy. The oxygenated complex yields EPR signals at g = 6.7 and 5.3 resulting from an excited state Kramers doublet. The Mössbauer and EPR data establish the iron to be in a high-spin ferric state characterized by a large and negative zero-fleld splitting, D ≈ - 2 cm-1. Such a species so far has not been observed in biological systems.