图 1. 细菌和真核生物 ISC 的主要组成部分示意图。

本文概述了铁-硫团簇聚集的研究进展，介绍了基于 ISC 组装铁-硫团簇的具体机理，以及基于 NIF 和 SUF 方法组装铁-硫团簇的机理和过程 (由于目前仍旧无法确定 CIA 是否能够合成 [2Fe2S]，因此本文不讨论该主题)。IscU/ ISCU 是一种 15 kDa 高度保守的小蛋白，在体内与所有其他 ISC 组分共表达时能够结合一个不稳定的 [2Fe2S] 簇，因此被确定为支架蛋白。金属滴定和三维结构的实验结果表明，从细菌细胞中纯化的 IscU/ ISCU 蛋白在组装位点并不含铁，而是含有锌离子 (图 2)，这是由于锌对 IscU/ IscU 的亲和力高于铁。

图 2. (A) ISCU 锌位点结构；(B) 不含共济蛋白和 (C) 含共济蛋白的 ISCU 结构示意图。

基于 ISC 方法组装铁-硫团簇的过程如下：(1) 在螯合酶作用下，IscU/ISCU 将首先释放出锌原子；(2) 半胱氨酸脱硫酶以过硫化物的形式提供硫，并与半胱氨酸结合，实现硫原子的插入；(3) 在催化半胱氨酸上形成过硫化物后，Fe2+ 离子与过硫化物相互作用，产生 Fe3+ 和硫化物离子；(4) 最后，通过设计实现 IscU/ IscU 二聚合来形成双核 [2Fe2S] 团簇 (图 3)。此外，共济蛋白在铁-硫团簇组装的调控时还会对半胱氨酸脱硫酶活性、过硫转移过程产生影响。

图 3. IscU/ISCU 二聚合形成 [2Fe2S] 簇的假设模型：(1) 两个 ISCU 的二聚作用配以一个单一核 [1Fe1S] 中间体，在 ISCU 的二聚体中生成一个桥接 [2Fe2S] 团簇；(2) [2Fe2S] 在一个单体上分离；(3) 二聚体解离生成一个空单体和一个含有 [2Fe2S] 团簇的单体。

综述内容

本文详细介绍了基于 ISC 方法组装 [2Fe2S] 团簇的过程，包括：铁原子的组装；硫原子的组装；Fe2+ 离子与过硫化物相互作用产生氧化的 [2Fe2S]2+ 团簇；形成 [2Fe2S] 团簇。该过程阐明了共济蛋白的功能和作用，证明了其作为过硫转移的动力学调节剂的作用。此外，本文还分别介绍了基于 NIF 和 SUF 方法组装铁-硫团簇的机理和过程，本综述为 [2Fe2S] 团簇的组装方法、过程和理论机制提供了系统性的参考。

文章链接：https://www.mdpi.com/2304-6740/8/10/55

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