结构明确的从头设计血红素蛋白中卟啉驱动的氧化还原调谐

设计具有可预测且可调电子转移特性的氧化还原蛋白，是从头设计生物能学中的一项重要目标。本文表明，在从头设计的单血红素蛋白 m4D2 和双血红素蛋白 4D2 T19D 中，以一系列结构上保守的非天然金属卟啉替代血红素 B，可实现超过 400 mV 的氧化还原电位大范围调控。这些非天然卟啉以高亲和力结合，且不会破坏血红素结合位点或蛋白质整体结构，X 射线晶体学和 NMR 光谱学证实了这一点。我们还报告了装载非天然且对称的铁 2,4-二甲基氘代卟啉 IX 的 m4D2 的类天然态 NMR 结构，证实了我们用于四螺旋氧化还原蛋白设计的模块化方法。该研究建立了一个通用平台，可用于构建适用于工程化生物能通路和生物电子学应用的可调电子载体。

设计具有可预测且可调谐电子传递特性的氧化还原蛋白，是从头设计生物能学的重要目标。在此，我们表明，在从头设计的单血红素蛋白 m4D2 和双血红素蛋白 4D2 T19D 中，用一系列结构上保守的非天然金属卟啉替代血红素 B，可使氧化还原电位在超过 400 mV 的范围内实现广泛调控。这些非天然卟啉以高亲和力结合，且不会破坏血红素结合位点或蛋白质整体结构，这一点已由 X 射线晶体学和核磁共振（NMR）光谱学证实。我们还报道了负载非天然且对称的 2,4-dimethyldeuteroporphyrin IX 铁配合物的 m4D2 的近天然态 NMR 结构，证实了我们用于四螺旋氧化还原蛋白设计的模块化方法。这项工作建立了一个多功能平台，可用于构建面向工程化生物能量通路和生物电子学应用的可调谐电子载体。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.09.731085v1?rss=1

🏷️ 从头蛋白设计 血红素蛋白 金属卟啉 氧化还原电位调控 X射线晶体学 NMR结构