DMSOレダクターゼ
DMSO同位体を用いた初期の研究によって、Rhodobacter sphaeroides のDMSORにおける連続した酸素原子の移動機構が解明された。この研究では、標識されたO原子が基質からモリブデンに移された後に1,3,5-トリアザ-7-ホスファアダマンタン (PTA) に移され、PTAOが生成した。生体内でも同様の機構によって、DMSOの酸素原子がモリブデンに移された後にMo(VI)O中心が還元されて水が生成する。
モリブデンの合成bis-ジチオレン錯体に対する硫黄K吸収端X線吸収分光法とDFT計算を用いたモデル研究から、S-O結合の開裂と電子移動が同時に進むことが示された。反応速度は基質のX-O結合強度低下とプロトン親和性上昇に比例する。
X線結晶構造解析により、酵素の三次構造は反応前後で全体として一定のままであることが確認された。しかしRhodobacter sphaeroidesのDMSORを用いて行われたいくつかの研究では、4つのジチオレン配位子の配位活性について異なる結果が報告されている。あるX線結晶構造解析研究と多数のX線吸収分光法 (XAS) 研究では酸化された状態においてMo-S間の距離は全て等しいと結論されたが、別の研究ではMo-S間の距離は非対称的であると結論された。電子スピン共鳴 (EPR) などの他の研究を含めいずれの研究でも、活性部位は配位子の位置と結合強度の観点から見て非常に柔軟であることが予測された。
R. sphaeroides のDMSORは1サブユニットから構成される水溶性タンパク質で、プテリン以外の補因子は必要としない。大腸菌のDMSORは膜タンパク質で、プテリン補因子の結合したサブユニット、4Fe:4Sクラスターを含むサブユニット、還元型メナキノンの結合した膜貫通サブユニットの3サブユニットから構成されている。還元型メナキノンが受け取った電子は4Fe:4Sクラスターを介してプテリン-モリブデン活性部位に受け渡され、これによりATP合成に用いられるプロトン勾配を生み出す。
DMSORは主に転写レベルでの調節を受けている。DMSORをコードするdor遺伝子は、DorS、DorR、DorCタンパクの制御下にある伝達カスケードにより活性化されて発現する。dorS、dorR、dorCプロモーターへのlacZ(レポーター遺伝子)融合遺伝子を用いた研究では、DorRとDorCの発現は酸素濃度の低い環境下で増加したが、DorSの発現は酸素濃度に影響されなかった。また、DorCの発現はDMSO濃度の増加に伴って上昇した。