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X線自由電子レーザー（XFEL）と感光性ケージ化化合物を用いた時間分解シリアルフェムト秒結晶構造解析は、酵素反応を結晶構造解析によって追跡する方法を提供する。ここで我々は、室温でヘム含有酵素である真菌NOレダクターゼを使用した、この方法の応用例を示す。ケージ化NOの光分解の20ミリ秒後に、NO結合型酵素を同定する。これは最初の中間体で、2.1Åの分解能でわずかに湾曲したFe-N-O配位構造を持つ。NOの配置は、XFELベースの低温結晶構造解析とQM/MM計算によって分析されたものと矛盾せず、X線放射損傷のない無傷のFe<sup>3+</sup>-NO配位構造が得られたことを示している。わずかに湾曲したNO配置は、NOがすぐに解離するのを防ぎ、NADHからH<sup>-</sup>を受容するのに適している。XFELとケージ化化合物の併用は、触媒反応中の機能的酵素の構造を原子レベルで決定するための強力なツールである。
時間分解XFEL結晶構造解析とケージ化基質を使用したP450nor酵素反応の初期中間体の捕捉