我校教师在化学领域国际顶级期刊上发表研究论文-云顶国际yd

近日，化学领域国际顶级期刊《angewandte chemie international edition》（化学领域top期刊，中科院一区，最新影响因子16.823）在线发表了题为《c(sp³)-h hydroxylation in diiron β-hydroxylase cmla transpires by amine-assisted o2 activation avoiding fe^iv₂o₂species》的研究成果。该成果以中科院化学所为通讯单位，新乡医学院为合作单位，医学工程学院路嘉瑞博士为第一作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、以及黄克诚教育基金会和我校博士启动基金等项目的资助。

c-h羟基化是自然界大量含铁加氧酶的主要生化功能。氧分子活化是转化o₂成为裂解c-h键的反应性物种的关键。广泛研究的甲烷单加氧酶（smmo）通过菱形双四价fe^iv₂o₂物种q实现甲烷的c-h羟基化，这一物种也经常被用在其他双铁酶的c-h羟基化反应机理研究中。然而，2017年fox等人发现双铁氧化酶t4mo的c(sp²)-h羟基化反应不涉及q的参与。鉴于这一令人惊异的发现，提示我们需要重新思考双铁加氧酶中c(sp³)-h键活化的机理。该研究通过混合量子力学和分子力学（qm/mm）模拟发现，双铁羟化酶cmla通过底物胺辅助o₂活化生成feⁱⁱⁱ₂o物种作为活性氧化剂来实现c(sp³)-h键的β-羟基化，避免了高价的fe^iv₂o₂物种q。同时与t4mo中的甲苯芳香族羟化作用的机制也有很大差异。这一胺辅助氧分子活化途径对其他催化底物氨基附近发生c(sp³)-h羟基化的双铁加氧酶的机制研究有重要的指导意义，比如hdohh。此外，本研究还发现氧气结合可以极大地改变双铁辅因子的配位环境，使两个铁原子之间的羟桥在o₂配位时与其中一个铁断裂成为末端配体为其他非血红素双铁酶的o₂活化提供了更多的结构和机制可能性。（供稿：路嘉瑞）

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