Исследование промискуитета реакционных путей дижелезной оксигеназы AetD

Диоксигеназы с дижелезным центром, сходные по структуре с гемоксидазами (HDO), представляют собой расширяющуюся суперсемейство с сложными и разнообразными каталитическими функциями. Среди них AetD была идентифицирована как фермент, формирующий нитрил, хотя её каталитический механизм остаётся плохо изученным. В данном исследовании показана неожиданная промискуитет реакционных путей AetD, демонстрирующая её способность превращать (бромсодержащий) l-триптофан не только в индол-3-карбонитрил, но и в ряд 3′-C-функционализированных индольных производных, включая амин, спирт, альдегид и карбоновую кислоту. Анализ распределения продуктов, их взаимопревращений, экспериментов с изотопной маркировкой и QM/MM-симуляций показывает, что высокореактивный дижелезный (III,IV) X-вид с фрагментом Fe2(IV)=O способен инициировать перенос атома водорода с различных участков субстрата. Эти результаты подчёркивают, как гибкая дижелезная структура AetD обеспечивает разнообразные преобразования функциональных групп, делая этот фермент мощным каталитическим инструментом для сложных и трудновыполнимых биопревращений.