In most organisms, transition metal ions are necessary cofactors of ribonucleotide reductase (RNR), the enzyme responsible for biosynthesis of the 2'-deoxynucleotide building blocks of DNA. The metal ion generates an oxidant for an active site cysteine (Cys), yielding a thiyl radical that is necessary for initiation of catalysis in all RNRs. Class I enzymes, widespread in eukaryotes and aerobic microbes, share a common requirement for dioxygen in assembly of the active Cys oxidant and a unique quaternary structure, in which the metallo- or radical-cofactor is found in a separate subunit, β, from the catalytic α subunit. The first class I RNRs, the class Ia enzymes, discovered and characterized more than 30 years ago, were found to use a diiron(III)-tyrosyl-radical Cys oxidant. Although class Ia RNRs have historically served as the model for understanding enzyme mechanism and function, more recently, remarkably diverse bioinorganic and radical cofactors have been discovered in class I RNRs from pathogenic microbes. These enzymes use alternative transition metal ions, such as manganese, or posttranslationally installed tyrosyl radicals for initiation of ribonucleotide reduction. Here we summarize the recent progress in discovery and characterization of novel class I RNR radical-initiating cofactors, their mechanisms of assembly, and how they might function in the context of the active class I holoenzyme complex.

中文翻译：

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核糖核苷酸还原酶的周期表。

在大多数生物体中，过渡金属离子是核糖核苷酸还原酶 (RNR) 的必要辅助因子，RNR 是负责生物合成 DNA 的 2'-脱氧核苷酸结构单元的酶。金属离子为活性位点半胱氨酸 (Cys) 生成氧化剂，产生在所有 RNR 中引发催化所必需的硫基自由基。I 类酶广泛存在于真核生物和需氧微生物中，在组装活性 Cys 氧化剂和独特的四级结构中对分子氧有共同的需求，其中金属或自由基辅因子存在于单独的亚基 β 中，与催化α亚基。30 多年前发现并表征的第一类 I RNR，即 Ia 类酶，被发现使用二铁 (III)-酪氨酰-自由基半胱氨酸氧化剂。尽管 Ia 类 RNR 在历史上一直是理解酶机制和功能的模型，但最近，在来自病原微生物的 I 类 RNR 中发现了非常多样化的生物无机和自由基辅助因子。这些酶使用替代的过渡金属离子，例如锰，或翻译后安装的酪氨酰自由基来引发核糖核苷酸还原。在这里，我们总结了在发现和表征新型 I 类 RNR 自由基引发辅助因子方面的最新进展，它们的组装机制，以及它们如何在活性 I 类全酶复合物的背景下发挥作用。这些酶使用替代的过渡金属离子，例如锰，或翻译后安装的酪氨酰自由基来引发核糖核苷酸还原。在这里，我们总结了在发现和表征新型 I 类 RNR 自由基引发辅助因子方面的最新进展，它们的组装机制，以及它们如何在活性 I 类全酶复合物的背景下发挥作用。这些酶使用替代的过渡金属离子，例如锰，或翻译后安装的酪氨酰自由基来引发核糖核苷酸还原。在这里，我们总结了在发现和表征新型 I 类 RNR 自由基引发辅助因子方面的最新进展，它们的组装机制，以及它们如何在活性 I 类全酶复合物的背景下发挥作用。