P450 BM3是一种119-kDa水溶性血红素单加氧酶，来源于巨大芽孢杆菌。已知P450 BM3及其变体可氧化结构多样的底物。然而，对天然辅因子NADPH的需求限制了P450 BM3在药物合成中的无细胞应用，推动了建立替代辅因子系统的努力。因此，产生了P450 BM3变体，绕过了NADPH的要求，并使P450 BM 3能够用替代电子源驱动。在本研究中，报道了含有和不含钴（III）的P450 BM3 M7血红素结构域变体（F87A、V281G、M354S）的晶体结构。在以锌粉为电子源的替代辅助因子系统中，钴（III）硫酸盐充当电子穿梭器。晶体结构显示了基质接入通道入口处介体钴（III）硫酸盐的结合位点。介体占据的位置远离活性位点，与天然氧化还原伙伴（FAD/NADPH结合域）的结合不同。这种不寻常的结合位置表明，介体通过新的途径将电子传递到血红素中心。电子传递可以通过“贯穿蛋白”或“底物-重排”途径进行。后者似乎更合理，因为它将确保只有在活性位点中存在衬底的情况下才能有效使用电子。结构证据还表明，使用带正电荷的介质对有效减少催化血红素结构域非常重要。了解介体单加氧酶界面为定制P450 BM3以满足应用需求开辟了新途径。对介导电子转移的结构和分子理解使范式从介体接受筛选转变为只考虑稳定性和电子转移性能参数的理性介体设计。
