Mn(II,III) oxidation and MnO 2 mineralization by an expressed bacterial multicopper oxidase

多铜氧化酶 化学 氧化剂 氧化酶试验 焦磷酸盐 电子转移 无机化学 光化学 生物化学 有机化学 漆酶
作者
Cristina N. Butterfield,Alexandra Soldatova,Sung‐Woo Lee,Thomas G. Spiro,Bradley M. Tebo
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:110 (29): 11731-11735 被引量:158
标识
DOI:10.1073/pnas.1303677110
摘要

Reactive Mn(IV) oxide minerals are ubiquitous in the environment and control the bioavailability and distribution of many toxic and essential elements and organic compounds. Their formation is thought to be dependent on microbial enzymes, because spontaneous Mn(II) to Mn(IV) oxidation is slow. Several species of marine Bacillus spores oxidize Mn(II) on their exosporium, the outermost layer of the spore, encrusting them with Mn(IV) oxides. Molecular studies have identified the mnx (Mn oxidation) genes, including mnxG, encoding a putative multicopper oxidase (MCO), as responsible for this two-electron oxidation, a surprising finding because MCOs only catalyze single-electron transfer reactions. Characterization of the enzymatic mechanism has been hindered by the lack of purified protein. By purifying active protein from the mnxDEFG expression construct, we found that the resulting enzyme is a blue (absorption maximum 590 nm) complex containing MnxE, MnxF, and MnxG proteins. Further, by analyzing the Mn(II)- and (III)-oxidizing activity in the presence of a Mn(III) chelator, pyrophosphate, we found that the complex facilitates both electron transfers from Mn(II) to Mn(III) and from Mn(III) to Mn(IV). X-ray absorption spectroscopy of the Mn mineral product confirmed its similarity to Mn(IV) oxides generated by whole spores. Our results demonstrate that Mn oxidation from soluble Mn(II) to Mn(IV) oxides is a two-step reaction catalyzed by an MCO-containing complex. With the purification of active Mn oxidase, we will be able to uncover its mechanism, broadening our understanding of Mn mineral formation and the bioinorganic capabilities of MCOs.

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
胖胖完成签到 ,获得积分0
5秒前
收皮皮完成签到 ,获得积分10
5秒前
genova完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
忧虑的花卷完成签到,获得积分10
20秒前
科研强完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
26秒前
现代的代丝完成签到,获得积分10
29秒前
科研通AI2S应助Bin_Liu采纳,获得10
29秒前
30秒前
甘sir完成签到 ,获得积分0
38秒前
弃医从个啥完成签到,获得积分10
41秒前
雪城完成签到,获得积分10
41秒前
要减肥的冥完成签到,获得积分10
42秒前
让我再眯一会儿完成签到 ,获得积分10
42秒前
飞儿完成签到 ,获得积分10
43秒前
调皮平蓝完成签到,获得积分10
44秒前
王平安完成签到 ,获得积分10
46秒前
猪鼓励完成签到,获得积分10
48秒前
笨笨千亦完成签到 ,获得积分10
48秒前
king07完成签到,获得积分10
48秒前
YeMa完成签到,获得积分10
49秒前
mrconli完成签到,获得积分10
50秒前
ldr888完成签到,获得积分10
51秒前
51秒前
悬铃木完成签到,获得积分10
51秒前
落寞的幻竹完成签到,获得积分10
51秒前
Echo1128完成签到 ,获得积分10
52秒前
鞋子完成签到 ,获得积分10
53秒前
chi完成签到 ,获得积分10
56秒前
乐乐呀完成签到 ,获得积分10
58秒前
水知寒完成签到,获得积分0
1分钟前
华华华完成签到,获得积分10
1分钟前
不可靠月亮完成签到,获得积分10
1分钟前
公冶愚志完成签到 ,获得积分10
1分钟前
666星爷完成签到,获得积分10
1分钟前
冰糖完成签到 ,获得积分10
1分钟前
fengfenghao完成签到,获得积分10
1分钟前
落霞与孤鹜齐飞完成签到,获得积分10
1分钟前
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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6440926
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8254788
关于积分的说明 17572230
捐赠科研通 5499201
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900113
邀请新用户注册赠送积分活动 1876725
关于科研通互助平台的介绍 1716941