ヨードチロシンdeiodinaseの分布とメカニズムは期待に反しました

ヨードチロシンdeiodinase（IYD）は、好気性条件下での還元的脱ハロゲン化を促進するためにフラビンに依存することで珍しい。名前で暗示されているように、この酵素は、甲状腺ホルモンとして知られているテトラおよびトリオヨードサイロニンの合成中にヨウ化物をリサイクルするためにヨードチロシンからのヨウ化物除去を触媒するために最初に発見されました。ただし、IYDはより多くの機能をサポートしている可能性が高く、ブロモおよびクロロチロシンとクロロチロシンを脱塩性および脱塩素化することが示されています。ハロチロシンとハロフェノールの特異性は、ヒトから細菌までよく保存されています。これまでのすべての例では、基質Zwitherは、フラビンのタンパク質とイソアロキサジン環の両方と極性接触を確立します。機械的データは、脱ハロゲン化が、単一の2つの電子移動メカニズムに対する最初の期待にもかかわらず、還元フラビンから基質への連続的な1つの電子伝達ステップによって触媒されることを示唆しています。フレービンセミキノン中間体と呼ばれることは、N5位置とTHRの側鎖の間の水素結合により安定化されています。ALAへのこの残基の突然変異は、脱ハロゲン化を抑制し、同じ構造的なスーパーファミリー内の他の酵素を連想させるニトロレルダクターゼ活性を高めます。

Iodotyrosine deiodinase (IYD) is unusual for its reliance on flavin to promote reductive dehalogenation under aerobic conditions. As implied by the name, this enzyme was first discovered to catalyze iodide elimination from iodotyrosine for recycling iodide during synthesis of tetra- and triiodothyronine collectively known as thyroid hormone. However, IYD likely supports many more functions and has been shown to debrominate and dechlorinate bromo- and chlorotyrosines. A specificity for halotyrosines versus halophenols is well preserved from humans to bacteria. In all examples to date, the substrate zwitterion establishes polar contacts with both the protein and the isoalloxazine ring of flavin. Mechanistic data suggest dehalogenation is catalyzed by sequential one electron transfer steps from reduced flavin to substrate despite the initial expectations for a single two electron transfer mechanism. A purported flavin semiquinone intermediate is stabilized by hydrogen bonding between its N5 position and the side chain of a Thr. Mutation of this residue to Ala suppresses dehalogenation and enhances a nitroreductase activity that is reminiscent of other enzymes within the same structural superfamily.