武漢大學發表Nature子刊文章

　　來自武漢大學，中科院的研究人員針對細胞色素P450酶催化過程中氧離子轉換這一問題，提出了新的作用機制，為為深入探索其中的生物功能奠定了基礎。相關成果公布在Nature Communications雜志上。

　　文章的通訊作者是化學與分子科學學院雷愛文教授，雷教授主要研究方向為綠色有機化學，與生物研究的跨學科方向則為金屬酶的作用機制以及活性中間體的研究，例如亞氯酸鹽岐化酶、細胞色素P450和過氧化酶等。

　　細胞色素P450(cytochromeP450或CYP450,簡稱CYP450)是一類亞鐵血紅素―硫醇鹽蛋白的超家族，它參與內源性物質和包括藥物、環境化合物在內的外源性物質的代謝。在細胞中，這種酶主要分布在內質網和線粒體內膜上，作為一種末端加氧酶，參與了生物體內的甾醇類激素合成等過程。

　　近年來對細胞色素P450的結構、功能的研究有了較大的進展，也針對各種終端氧化物進行了P450s分子作用機制的研究，發現了一些中間體，但是氧原子如何從iodosylarene轉移到底物上，仍是個未知數。

　　為了解開這個分子作用機制，在這篇文章中，研究人員利用直接紫外可見光譜分析法，在2,4,6-三-叔丁基苯酚作為還原劑的催化氧化過程中，發現了可溶性的iodosylarene錳卟啉加合物。當這種還原劑變為順式-二苯乙烯(cis-stilbene)的時候，催化加速過程也會發生改變，能同時觀察到iodosylarene錳卟啉加合物，以及[(porphyrin)Mn(V)=O]。如果缺乏這種還原劑，那么空間位阻 iodosylarene加和物就會立即形成，并且轉變成高價化合物 [(porpyrinato)Mn=O]。

　　除此之外，研究人員還采用了電噴霧電離質譜(electrospray ionization mass spectrometry)技術進行深入分析，確證了上述轉換現象，因此這項研究為解析含血紅素酶作用系統中氧離子轉換提出了一種作用新機制，也為深入探索其中的生物功能提供了基礎。

　　電噴霧電離質譜技術ESI-MS由于可以產生多電荷峰，與傳統的質譜相比擴大了檢測的分子質量范圍，同時提高了靈敏度，使一種M/Z限制在一定范圍的四極質譜，就可以分析分子質量超過200ku的蛋白質，而且這一方法能產生一系列的多電荷峰，可以得到準確的分子量，它還可與HPLC和高效毛細管電泳(CE)分離方法相連接,擴大了質譜在生物領域的應用。

　　電噴霧現象的出現可以追溯到兩個世紀之前，但真正把電噴霧作為一種電離方法的創新性的研究是由Dole等在大約30前開始的，他們研究的目的是用電噴霧來產生氣態大離子。1984年Yamashita等把大氣壓電噴霧電離技術與四極質譜結合起來，同年，Alexandror把它和磁質譜結合起來。 1988年Fenn研究小組報道了用ESI-MS得到了帶有45個正電荷分子量為40ku的蛋白質，隨后ESI-MS在生物大分子的研究領域進入了一個全新的發展階段。到目前為止，該法已經能夠分析質量范圍大約在200ku的蛋白質。

　　這項技術曾被用于轟擊細胞，在細胞膜上打出非常微小的孔，這樣外源的DNA分子能夠通過這個孔進入細胞內。一分鐘后，這種孔會閉合起來，即使再精巧的細胞都能在此過程中存活下來并且不會有損傷，十分有趣。　　作者簡介：

　　雷愛文

　　Lei Aiwen

　　出生年月：1973年8月

　　職稱職務：教授、博士生導師

　　簡歷：

　　1995 年7月于安徽淮北煤炭師范學院獲學士學位，2000年7月于中國科學院上海有機化學研究所獲理學博士學位。 2000年9月至2003年8月，美國賓夕法尼亞州州立大學(Pennsylvania State University) 博士后。 2003年8月至2005年3月美國斯坦福大學(Stanford University)研究助理(Research Associate)。2005年3月回國到武漢大學化學與分子科學學院。

　　研究興趣：

　　1. 小分子(如O2, N2O, H2O2, NH3, ClO2-等)的活化，旨在發展高效的、綠色的、和環境友好的合成方法學;

　　2. 發展過渡金屬催化的高選擇性、高效性的碳-碳、碳-雜原子鍵形成的方法

　　3. 金屬酶的作用機制以及活性中間體的研究，例如亞氯酸鹽岐化酶、細胞色素P450和過氧化酶