含Cu金属的一氧化二氮还原酶(N₂OR)是目前已知的唯一一种能够在细菌反硝化最终过程步骤中将温室效应N₂O气体还原为N₂的酶。该物种具有独特的四核活性位点Cu_z，同时该酶中同样含有其他酶结构中同样存在的双核电子传递的入口Cu_A，比如cytochrome c氧化酶。有鉴于此，弗赖堡大学Oliver Einsle等报道了His基作为控制一氧化二氮还原酶(N₂OR)中Cu_A位点上质子耦合电子转移的作用机理。

 本文要点：

（1）

在Pseudomonas stutzeri N₂OR酶的Cu_A位点上发现组氨酸配体能够通过构象翻转与N₂O结合，随后作者通过系统性的诱变、通过光谱、结构等表征方法对组氨酸配体、周围的残基进行表征。发现Ser550中单个氢键就能够稳定His583的非键合构象。但是在Asp576/Ser550Ala变体中消除一个氢键后，His583会以键合型构象结合到Cu_A上。

（2）

通过系统性诱变将His583分别结合Ala, Asp, Asn, Glu, Gln, Lys, Phe, Tyr, and Trp，发现Cu_Z和Cu_A都在变体中存在，但是其中只有存在质子化侧链的变体（His, Asp, Glu）能够在生理环境pH中进行电子的转移。该过程的结果和N₂OR酶中Cu_A位点的质子耦合电子转移机理实现了很好的符合。

参考文献

Lin Zhang, Eckhard Bill, Peter M. H. Kroneck, and Oliver Einsle*, Histidine-Gated Proton-Coupled Electron Transfer to the CuA Site of Nitrous Oxide Reductase, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c10057

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c10057