Brucella ovis encodes a bacterial subclass 1 ferredoxin-NADP(H) reductase (BoFPR) that, by similarity with other FPRs, is expected either to deliver electrons from NADPH to the redox-based metabolism and/or to oxidize NADPH to regulate the soxRS regulon that protects bacteria against oxidative damage. Such potential roles for the pathogen survival under infection conditions make of interest to understand and to act on the BoFPR mechanism. Here, we investigate the NADP+/H interaction and NADPH oxidation by hydride transfer (HT) to BoFPR. Crystal structures of BoFPR in free and in complex with NADP+ hardly differ. The latter shows binding of the NADP+ adenosine moiety, while its redox-reactive nicotinamide protrudes towards the solvent. Nonetheless, pre-steady-state kinetics show formation of a charge-transfer complex (CTC-1) prior to the hydride transfer, as well as conversion of CTC-1 into a second charge-transfer complex (CTC-2) concomitantly with the HT event. Thus, during catalysis nicotinamide and flavin reacting rings stack. Kinetic data also identify the HT itself as the rate limiting step in the reduction of BoFPR by NADPH, as well as product release limiting the overall reaction. Using all-atom molecular dynamics simulations with a thermal effect approach we are able to visualise a potential transient catalytically competent interaction of the reacting rings. Simulations indicate that the architecture of the FAD folded conformation in BoFPR might be key in catalysis, pointing to its adenine as an element to orient the reactive atoms in conformations competent for HT.

中文翻译：

---

在来自牛布鲁氏菌病原体的铁氧还蛋白-NADP +还原酶中催化的感受态构象。

牛布鲁氏菌编码一种细菌亚类1铁氧还蛋白-NADP（H）还原酶（BoFPR），与其他FPR相似，它有望将电子从NADPH传递到基于氧化还原的代谢和/或氧化NADPH以调节soxRS调节剂保护细菌免受氧化损伤。在感染条件下病原体存活的这种潜在作用引起了人们对BoFPR机制的理解并对其采取行动。在这里，我们调查了NADP + / H相互作用和NADPPH通过氢化物转移（HT）到BoFPR的氧化。游离的和与NADP +复合的BoFPR的晶体结构几乎没有不同。后者显示出NADP +腺苷部分的结合，而其氧化还原反应性烟酰胺则向溶剂突出。尽管如此，稳态前动力学表明在氢化物转移之前形成了电荷转移络合物（CTC-1），并且伴随HT事件将CTC-1转化为第二个电荷转移络合物（CTC-2） 。因此，在催化过程中，烟酰胺和黄素反应环堆叠。动力学数据还将HT本身确定为NADPH降低BoFPR的速率限制步骤，以及产物释放限制了整个反应。使用具有热效应方法的全原子分子动力学模拟，我们可以可视化反应环的潜在瞬态催化作用相互作用。仿真表明，BoFPR中FAD折叠构象的结构可能是催化的关键，指出其腺嘌呤是使反应原子定向为HT构象的元素。以及伴随HT事件将CTC-1转化为第二个电荷转移复合物（CTC-2）。因此，在催化过程中，烟酰胺和黄素反应环堆叠。动力学数据还将HT本身确定为NADPH降低BoFPR的速率限制步骤，以及产物释放限制了整个反应。使用具有热效应方法的全原子分子动力学模拟，我们可以可视化反应环的潜在瞬态催化作用相互作用。仿真表明，BoFPR中FAD折叠构象的结构可能是催化的关键，指出其腺嘌呤是使反应原子定向为HT构象的元素。以及伴随HT事件将CTC-1转化为第二个电荷转移复合物（CTC-2）。因此，在催化过程中，烟酰胺和黄素反应环堆叠。动力学数据还将HT本身确定为NADPH降低BoFPR的速率限制步骤，以及产物释放限制了整个反应。使用具有热效应方法的全原子分子动力学模拟，我们可以可视化反应环的潜在瞬态催化作用相互作用。仿真表明，BoFPR中FAD折叠构象的结构可能是催化的关键，指出其腺嘌呤是使反应原子定向为HT构象的元素。在催化过程中，烟酰胺和黄素反应环堆叠。动力学数据还将HT本身确定为NADPH降低BoFPR的速率限制步骤，以及产物释放限制了整个反应。使用具有热效应方法的全原子分子动力学模拟，我们可以可视化反应环的潜在瞬态催化作用相互作用。仿真表明，BoFPR中FAD折叠构象的结构可能是催化的关键，指出其腺嘌呤是使反应原子定向为HT构象的元素。在催化过程中，烟酰胺和黄素反应环堆叠。动力学数据还将HT本身确定为NADPH降低BoFPR的速率限制步骤，以及产物释放限制了整个反应。使用具有热效应方法的全原子分子动力学模拟，我们可以可视化反应环的潜在瞬态催化作用相互作用。仿真表明，BoFPR中FAD折叠构象的结构可能是催化的关键，指出其腺嘌呤是使反应原子定向为HT构象的元素。使用具有热效应方法的全原子分子动力学模拟，我们可以可视化反应环的潜在瞬态催化作用相互作用。仿真表明，BoFPR中FAD折叠构象的结构可能是催化的关键，指出其腺嘌呤是使反应原子定向为HT构象的元素。使用具有热效应方法的全原子分子动力学模拟，我们可以可视化反应环的潜在瞬态催化作用相互作用。仿真表明，BoFPR中FAD折叠构象的结构可能是催化的关键，指出其腺嘌呤是使反应原子定向为HT构象的元素。