南京农业大学万群课题组和美国凯斯西储大学Chris Dealwis课题组合作，近日在国际权威期刊ACS Catalysis发表了论文“Capturing the Catalytic Proton of Dihydrofolate Reducatase: Implication for General Acid-base Catalysis”。南京农业大学万群为第一作者和通讯作者，凯斯西储大学Chris Dealwis为通讯作者。
酸碱催化需要一个或多个质子参与，也是包括氧化还原酶和水解酶在内很多酶采用的催化策略。然而，直接观察反应中的质子穿梭非常困难。二氢叶酸还原酶采用酸碱催化将二氢叶酸还原为四氢叶酸，再参与到核酸的合成代谢中。抑制二氢叶酸还原酶就可以抑制核酸合成，并造成细胞的凋亡。因此，二氢叶酸还原酶可以作为抗微生物、抗癌、抗类风湿性关节炎的靶蛋白。本文采用中子衍射技术，发现单个质子从活性中心的水分子解离，并沿着一个狭长的通道将质子传递给二氢叶酸的N5原子，从而开启了催化反应。通过比较酸性和中性条件下的晶体结构，本文发现酶的动力学在酸性条件显著下降，尤其是活性调节区域Met20环，说明酶动力学在水分子进入活性中子参与催化反应中扮演了重要角色。本课题得到了国家自然科学基金面上项目（NSFC32071264）的支持。