北师大王展峰/厦大王斌举团队: 顽固多糖裂解单加氧酶氧气活化机制

本文研究了顽固多糖裂解单加氧酶（LPMOs）在氧气活化过程中的机制，特别是在不同还原剂条件下的反应差异。研究背景指出，LPMOs因其高效降解顽固多糖的能力而备受关注，其机理研究对工业应用和仿酶催化剂设计至关重要。研究目的是通过分子动力学模拟和QM/MM计算，揭示LPMOs在纤维二糖脱氢酶（CDH）还原剂条件下的氧气活化机制。研究发现，组氨酸His147在弱酸性条件下双质子化，能够作为质子供体参与反应，并通过质子耦合电子转移（PCET）过程生成铜-氢过氧物种。此外，研究还比较了CDH与抗坏血酸作为还原剂时的异同，提出了LPMOs在CDH和大块底物同时存在下的工作机制。结论表明，LPMOs的氧气活化机制依赖于还原剂类型，这一发现为酶的工业应用和仿酶催化剂设计提供了理论依据。