Complete Reaction Mechanism of Indoleamine 2,3-Dioxygenase as Revealed by QM/MM Simulations | ||
| dc.conicet.fuente | unificacion | |
| dc.conicet.organizacion | 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 | |
| dc.conicet.organizacion | Albert Einstein College of Medicine | |
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| dc.conicet.organizacion | 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 | |
| dc.conicet.organizacion | 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 | |
| dc.conicet.paisOrganizacion | Argentina | |
| dc.conicet.paisOrganizacion | Estados Unidos | |
| dc.conicet.paisOrganizacion | Estados Unidos | |
| dc.conicet.paisOrganizacion | Argentina | |
| dc.conicet.paisOrganizacion | Argentina | |
| dc.conicet.produccionid | 11967159 | |
| dc.contributor.author | Capece, Luciana | |
| dc.contributor.author | Lewis Ballester, Ariel | |
| dc.contributor.author | Yeh, Syun Ru | |
| dc.contributor.author | Estrin, Dario Ariel | |
| dc.contributor.author | Marti, Marcelo Adrian | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-06T13:30:05Z | |
| dc.date.available | 2025-08-06T13:30:05Z | |
| dc.date.issued | 2012-01 | |
| dc.date.updated | 2025-08-05T10:38:02Z | |
| dc.description.abstract | Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) and tryptophan diox-ygenase (TDO) are two heme proteins that catalyze the oxidation reactionof tryptophan (Trp) to N-formylkynurenine (NFK). Human IDO(hIDO) has recently been recognized as a potent anticancer drug target,a fact that triggered intense research on the reaction and inhibitionmechanisms of hIDO. Our recent studies revealed that the dioxygenasereaction catalyzed by hIDO and TDO is initiated by addition of the ferric iron-bound superoxide to the C2dC3 bond of Trp to form aferryl and TrpÀepoxide intermediate, via a 2-indolenylperoxo radical transition state. The data demonstrate that the two atoms ofdioxygen are inserted into the substrate in a stepwise fashion, challenging the paradigm of heme-based dioxygenase chemistry. In thecurrent study, we used QM/MM methods to decipher the mechanism by which the second ferryl oxygen is inserted into theTrpÀepoxide to form the NFK product in hIDO. Our results show that the most energetically favored pathway involves proton transferfrom TrpÀNH3+ to the epoxide oxygen, triggering epoxide ring opening and a concerted nucleophilic attack of the ferryl oxygen to the C2of Trp that leads to a metastable reaction intermediate. This intermediate subsequently converts to NFK, following C2ÀC3 bond cleavageand the associated back proton transfer from the oxygen to the amino group of Trp. A comparative study with Xantomonas campestrisTDO (xcTDO) indicates that the reaction follows a similar pathway, although subtle differences distinguishing the two enzyme reactionsare evident. The results underscore the importance of the NH3+ group of Trp in the two-step ferryl-based mechanism of hIDO andxcTDO, by acting as an acid catalyst to facilitate the epoxide ring-opening reaction and ferryl oxygen addition to the indole ring. | es |
| 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 | |
| dc.description.fil | Fil: Lewis Ballester, Ariel. Albert Einstein College of Medicine; Estados Unidos | |
| 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 | |
| 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 | |
| dc.format | application/pdf | es |
| dc.identifier.citation | Capece, Luciana; Lewis Ballester, Ariel; Yeh, Syun Ru; Estrin, Dario Ariel; Marti, Marcelo Adrian; Complete Reaction Mechanism of Indoleamine 2,3-Dioxygenase as Revealed by QM/MM Simulations; American Chemical Society; Journal of Physical Chemistry B; 116; 4; 1-2012; 1401-1413 | es |
| dc.identifier.institucional | CONICET | |
| dc.identifier.issn | 1520-6106 | es |
| dc.identifier.repo | CONICET Digital | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11336/268167 | |
| dc.journal.ciudad | Washington | es |
| dc.journal.number | 4 | es |
| dc.journal.pagination | 1401-1413 | es |
| dc.journal.pais | Estados Unidos | es |
| dc.journal.title | Journal of Physical Chemistry B | es |
| dc.journal.volume | 116 | es |
| dc.language.iso | eng | es |
| dc.publisher | American Chemical Society | es |
| dc.relation.alternativeid | info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp2082825 | |
| dc.relation.alternativeid | info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1021/jp2082825 | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | * |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/ | * |
| dc.subject | Heme protein | es |
| dc.subject.classification | Físico-Química, Ciencia de los Polímeros, Electroquímica | es |
| dc.subject.classification | Ciencias Químicas | es |
| dc.subject.classification | CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS | es |
| dc.title | Complete Reaction Mechanism of Indoleamine 2,3-Dioxygenase as Revealed by QM/MM Simulations | es |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/article | |
| dc.type | info:ar-repo/semantics/artículo | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion | |
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