Advances in Protein Chemistry and Structural Biology: Non-heme Iron Enzymes-Structures and Mechanisms
作者：Tatyana Karabencheva-Christova, Christo Z. Christov（编者）
出版：ACADEMIC PRESS
ISBN: 978-0-12-818773-9
藏书地点： 武大外教中心
非血红素铁指含于蛋白质或蛋白质复合体中血红素形态以外的铁离子，是作为区别于血红素而命名的。非血红素铁主要以Fe（OH）3络合物的形式存在于食物中，必须先与其他有机部分分离，还原为亚铁离子才能被吸收。非血红素铁通过半胱氨酸残基的SH与蛋白质相结合，含有无机硫物的较多。铁氧还蛋白是一种含有这种非血素铁的小分子蛋白，现已证明黄嘌呤氧化酶、氢化酶或呼吸链上的NADH脱氢酶等也含有这种非血红素铁。有时亦称这种蛋白质为铁硫蛋白质。
在日常膳食中，非血红素铁主要存在于植物源性铁中，不容易被人体吸收，吸收受其他食物的影响。非血红素铁有二价铁和三价铁，非血红素铁在进入胃液中后，在胃中盐酸的作用下，三价铁和食物中的氨基酸、糖、酰胺等小分子或黏蛋白在胃酸的作用下形成螯合物，这种螯合铁在小肠中呈溶解状态而被吸收，在血液中被还原成二价铁被利用。二价铁在小肠的中性pH下呈溶解状态直接吸收或和氨基酸、糖、酰胺形成螯合物被吸收。血红素铁在小肠中呈溶解状态，直接被吸收，不受食物中植酸、草酸、碳酸、磷酸、鞣酸形成不溶性盐的影响，所以吸收率更高。
非血红铁酶催化了广泛的化学转化，是天然产品生物合成中剪切酶的关键类型之一。羟基化反应是这些酶催化的最常见反应类型，水解反应的机制已经得到广泛研究。然而，其他类型转变的细节在很大程度上仍不明。本书介绍了一些最近发现的转化类型，包括内源过氧化反应、环丙烷化、原酸酯形成、氧化性C-C和C-S键形成反应。此外，其中许多是多功能酶，这进一步复杂化了他们的机制研究。作者总结了它们的生物合成途径，特别强调了这些新发现的酶的详细的作用机制。
最初命名为ygaT的大肠杆菌基因位于lhgO附近，编码L-2-羟基糖酸盐氧化酶/脱氢酶，以及用于γ氨基丁酸（GABA）代谢的 gabDTP 基因簇。由于这些基因是在碳饥饿时期专门转录的，因此它被改名为CsiD，用于碳饥饿诱发。CsiD蛋白具有结构特征，并显示出具有双链螺旋折叠，具有大量非血性Fe（II）和2-牛脱氧酸盐（2OG）依赖氧酶的特征。CsiD 被证明是谷胱甘肽 L-2-羟基酶。作者回顾了大肠杆菌和其他物种的谷氨酸L-2-羟基酶的动能和结构特性，并提出了这种原型2OG依赖羟基酶的催化机制。谷氨酸可以从细胞内的 L-赖氨酸 中提取，gabDT 基因表现出超出 GABA 代谢已知的抗性反应。
组蛋白赖氨酸残留物的去甲基化是细胞中一个关键的表观遗传机制。催化这些过程的酶称为组蛋白脱甲基酶（KDM）。KDM的最大家族是含有JmjC结构域的酶：其中包括KDM2-7酶亚家族。JmjC蛋白是Fe（II）和2-氧脱硫酸盐（2OG）-依赖二氧基酶，将2OG的底物氧化反应与脱羧反应相结合，生成琥珀酸盐和CO2。KDM7酶的亚家族PHF8 （KDM7B） 和 KIAA1718 （KDM7A） 是人类 JmjC 2OG依赖的Nε-甲基赖氨酸脱甲基酶，并参与组蛋白赖氨酸残基的去甲基化，如H3K27me2/1， H3K9me2/1 和 H4K20me1。这些酶参与多种病理过程，包括癌症和智力迟钝。作者介绍了KDM7酶的结构、生化和计算方法研究的前沿方法。
《蛋白质化学与结构生物学研究进展：非血红素铁酶的结构和机制》一书于2019年由科学出版社出版，作者为Tatyana Karabencheva-Christova和 Christo Z. Christov。
《蛋白质化学与结构生物学研究进展：非血红素铁酶的结构和机制》一书，作者展现了非血红素铁酶的结构和机制研究领域中的一些最新研究，讨论的主题主要包括非血红素铁酶催化的复合物转化反应，谷氨酸L-2-羟基酶，DNA 和 RNA 底物对 TET2 结构影响的比较，组蛋白脱甲基酶KDM7的结构与功能的关系。
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本书目录：
蛋白质化学和结构生物学的前沿进展
撰稿人名单
第1章 非血红素铁酶催化的复合物转化反应：天然产物生物合成中的内源过氧化反应、环丙烷化、原酸酯、氧化性C-C和C-S键形成反应
Heng
Song, Nathchar Naowarojna, Ronghai Cheng, Juan Lopez, Pinghua Liu
第2章 谷氨酸L-2-羟基酶（CsiD/GlaH）是一种原型Fe（II）/2-牛胶酸盐依赖二氧基酶
Caitlyn
Q Herr, Lee Macomber, Efthalia Kalliri, Robert P. Hausinger
第3章 DNA 和 RNA 底物对 TET2 结构影响的比较
Emmett
M. Leddin, G. Andrés Cisneros
第4章 组蛋白脱甲基酶KDM7的结构与功能的关系
Shobhit
S. Chaturvedi, Rajeev Ramanan, Sodiq O. Waheed, Tatyana G.
Karabencheva-Christova, Christo Z. Christov
胡萌欣 武汉大学生命科学学院 博士