on style="white-space: normal; text-indent: 2em;">厌氧甲烷氧化古细菌产生的甲烷占全球甲烷排放量的三分之二，其中很大一部分来自海洋沉积物和哺乳动物微生物群。在这个过程中，甲基辅酶M还原酶（MCR）通过催化2-甲基巯基乙磺酸酯（CoM）和7-硫代庚酰硫氨酸磷酸（CoB）的可逆相互转化为CoB–CoM杂二硫化物和甲烷而发挥核心作用。MCR3是一个大小为300 kDa的(αβγ)2蛋白复合物，它需要独特的F430辅因子和翻译后修饰，翻译后修饰产生的5-C-(S)-甲基精氨酸能调节其活性位点的{attr}3228{/attr}性。
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一种新型的B12（钴胺素）依赖自由基SAM超家族蛋白Mmp10已被证明能催化这种关键的翻译后修饰。迄今为止，B12依赖的自由基SAM酶是唯一已知的能够催化甲基转移到sp3-C的生物催化剂，然而还没有关于对这类酶的结构深入研究的报道。
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有鉴于此，Université Paris-Saclay的Olivier Berteau团队报道了一种独特的B12依赖自由基SAM酶Mmp10的光谱研究和原子分辨率结构。Mmp10的结构揭示了其具有独特的四个金属中心和关键的催化结构特征：以一种独特的方式由两个结构域和一个铁环组成，并存在一个协调单个核铁的环，类似于红氧还蛋白铁环。
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Mmp10中B12结合结构域由4个β链和7个α-螺旋组成。这个结构域包含了维系钴胺二甲基苯丙咪唑(DMB)尾部的大部分极性键。此外，结构显示，没有发现典型的B12结合基序，如His-on（DXHXXG）和SXL基序，而是在[4Fe–4S]簇和钴胺素之间发现了SAM（或SAH）和Y23残基。Y23与四吡咯C8侧链和F24通过π-π相互作用，其羟基距离钴原子4.8Å(上轴向配位)，表明Y23对钴的反应性起调节作用。
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最后，通过结合电子顺磁共振波谱、结构生物学和生物化学，该项研究阐明了B12依赖的自由基SAM酶超家族催化具有化学挑战性的烷基化反应的机制，并确定了独特的活性位点重排，为SAM辅因子在自由基和亲核化学中的双重用途提供了结构上的理论基础。
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参考文献：Crystallographic snapshots of a B12-dependent radical SAM methyltransferaseDOI: 10.1038/s41586-021-04355-9原文作者：Cameron D. Fyfe, Noelia Bernardo-García, Laura Fradale, Stéphane Grimaldi, Alain Guillot, Clémence Brewee, Leonard M. G. Chavas, Pierre Legrand,Alhosna Benjdia ✉ & OlivierBerteau ✉
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