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dc.contributor.author
Capece, Luciana  
dc.contributor.author
Lewis Ballester, Ariel  
dc.contributor.author
Batabyal, Dipanwita  
dc.contributor.author
Di Russo, Natali  
dc.contributor.author
Yeh, Syun Ru  
dc.contributor.author
Estrin, Dario Ariel  
dc.contributor.author
Marti, Marcelo Adrian  
dc.date.available
2019-03-12T20:44:12Z  
dc.date.issued
2010-08  
dc.identifier.citation
Capece, Luciana; Lewis Ballester, Ariel; Batabyal, Dipanwita; Di Russo, Natali; Yeh, Syun Ru; et al.; The first step of the dioxygenation reaction carried out by tryptophan dioxygenase and indoleamine 2,3-dioxygenase as revealed by quantum mechanical/molecular mechanical studies; Springer; Journal of Biological Inorganic Chemistry; 15; 6; 8-2010; 811-823  
dc.identifier.issn
0949-8257  
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/71467  
dc.description.abstract
Tryptophan dioxygenase (TDO) and indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) are two heme-containing enzymes which catalyze the conversion of L-tryptophan to N-formylkynurenine (NFK). In mammals, TDO is mostly expressed in liver and is involved in controlling homeostatic serum tryptophan concentrations, whereas IDO is ubiquitous and is involved in modulating immune responses. Previous studies suggested that the first step of the dioxygenase reaction involves the deprotonation of the indoleamine group of the substrate by an evolutionarily conserved distal histidine residue in TDO and the hemebound dioxygen in IDO. Here, we used classical molecular dynamics and hybrid quantum mechanical/molecular mechanical methods to evaluate the base-catalyzed mechanism. Our data suggest that the deprotonation of the indoleamine group of the substrate by either histidine in TDO or heme-bound dioxygen in IDO is not energetically favorable. Instead, the dioxygenase reaction can be initiated by a direct attack of heme-bound dioxygen on the C 2=C 3 bond of the indole ring, leading to a protein-stabilized 2,3-alkylperoxide transition state and a ferryl epoxide intermediate, which subsequently recombine to generate NFK. The novel sequential two-step oxygen addition mechanism is fully supported by our recent resonance Raman data that allowed identification of the ferryl intermediate (Lewis-Ballester et al. in Proc Natl Acad Sci USA 106:17371-17376, 2009). The results reveal the subtle differences between the TDO and IDO reactions and highlight the importance of protein matrix in modulating stereoelectronic factors for oxygen activation and the stabilization of both transition and intermediate states. © SBIC 2010.  
dc.format
application/pdf  
dc.language.iso
eng  
dc.publisher
Springer  
dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess  
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/  
dc.subject
3-Dioxygenase  
dc.subject
Indoleamine 2  
dc.subject
Molecular Dynamics  
dc.subject
Quantum Mechanics/Molecular Mechanics  
dc.subject
Tryptophan Dioxygenase  
dc.subject
Tryptophan Dioxygenation  
dc.subject.classification
Otras Ciencias Químicas  
dc.subject.classification
Ciencias Químicas  
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS  
dc.title
The first step of the dioxygenation reaction carried out by tryptophan dioxygenase and indoleamine 2,3-dioxygenase as revealed by quantum mechanical/molecular mechanical studies  
dc.type
info:eu-repo/semantics/article  
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo  
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion  
dc.date.updated
2019-03-08T20:18:56Z  
dc.journal.volume
15  
dc.journal.number
6  
dc.journal.pagination
811-823  
dc.journal.pais
Estados Unidos  
dc.journal.ciudad
Nueva York  
dc.description.fil
Fil: Capece, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Lewis Ballester, Ariel. Albert Einstein College of Medicine; Estados Unidos  
dc.description.fil
Fil: Batabyal, Dipanwita. Albert Einstein College of Medicine; Estados Unidos  
dc.description.fil
Fil: Di Russo, Natali. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Yeh, Syun Ru. Albert Einstein College of Medicine; Estados Unidos  
dc.description.fil
Fil: Estrin, Dario Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina  
dc.journal.title
Journal of Biological Inorganic Chemistry  
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://dx.doi.org/10.1007/s00775-010-0646-x  
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://link.springer.com/article/10.1007/s00775-010-0646-x  
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4533844/