Vandebroek, Laurens, de Zitter, Elke, De zitter, Elke, Ly, Hong Giang Thi, Conić, Dragan, Mihaylov, Tzvetan, Sap, Annelies, Proost, Paul, Pierloot, Kristine, Van meervelt, Luc, Parac-Vogt, Tatjana, Department of Chemistry [Leuven], Catholic University of Leuven - Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven), Groupe Dynamique et Cinétique des processus moléculaires (IBS-DYNAMOP ), Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075 ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Department of Microbiology and Immunology, Rega Institute, Groupe Dynamique et Cinétique des processus moléculaires (IBS-DYNAMOP), Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
International audience; The effect of the protein environment on the formation and stabilization of an elusive catalytically active polyoxometalate (POM) species, K$_6$[Hf($\alpha_2$-P$_2$W$_{17}$O$_{61}$)] (1), is reported. In the co-crystal of hen egg-white lysozyme (HEWL) with 1, the catalytically active monomeric species is observed, originating from the dimeric 1:2 POM form, while it is intrinsically unstable under physiological pH conditions. The protein-assisted dissociation of the dimeric POM was rationalized by means of DFT calculations. The dissociation process is unfavorable in bulk water, but becomes favorable in the protein–POM complex due to the low dielectric response at the protein surface. The crystal structure shows that the monomeric form is stabilized by electrostatic and water-mediated hydrogen bonding interactions with the protein. It interacts at three distinct sites, close to the aspartate-containing hydrolysis sites, demonstrating high selectivity towards peptide bonds containing this residue.