ミモクローム、メタロポルフィリンベースの触媒スイスナイフ†

Mimochrome, a metalloporphyrin-based catalytic Swiss knife†.

• Linda Leone
• Marco Chino
• Flavia Nastri
• Ornella Maglio
• Vincenzo Pavone
• Angela Lombardi

抄録

長年にわたり、小型化されたポルフィリンベースの金属タンパク質のクラスであるミモクロームは、信頼性が高く、かつ汎用性の高い足場であることが証明されてきた。その誕生から20年後、機能モデルの開発を可能にしたミモクロームの設計と工学の仕事を回顧する。ミモクロームは、電子移動ミニタンパク質として、あるいはより精巧な人工金属酵素として機能し、ペルオキシダーゼ、ペルオキシゲナーゼ、ヒドロゲナーゼ活性を有する。ミモクロームは、天然のヘムタンパク質と同様に、金属イオンの置換や環境の非共有結合に応答するシンプルで機能的な合成モデルである。最近では、ナノ材料や表面に固定化することで、最も活性の高いアナログがその機能性を維持し、センシングや触媒作用に有用なバイオコンジュゲートが得られることが実証されている。本レビューでは、この分野をリードするグループによるヘムタンパク質設計への最も重要な貢献についても簡単にまとめています。

Over the years, mimochromes, a class of miniaturized porphyrin-based metalloproteins, have proven to be reliable but still versatile scaffolds. After two decades from their birth, we retrospectively review our work in mimochrome design and engineering, which allowed us developing functional models. They act as electron-transfer miniproteins or more elaborate artificial metalloenzymes, endowed with peroxidase, peroxygenase, and hydrogenase activities. Mimochromes represent simple yet functional synthetic models that respond to metal ion replacement and noncovalent modulation of the environment, similarly to natural heme-proteins. More recently, we have demonstrated that the most active analogue retains its functionality when immobilized on nanomaterials and surfaces, thus affording bioconjugates, useful in sensing and catalysis. This review also briefly summarizes the most important contributions to heme-protein design from leading groups in the field.

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