Modulación de la Energía de Reorganización de Citocromo c Mediada por Interacciones Electrostáticas e Intramoleculares

RAFAEL RADI; SANTIAGO OVIEDO ROUCO; DANIEL MURGIDA; VERÓNICA TÓRTORA; CECILIA SPEDALIERI; MARÍA ANA CASTRO ; JUAN MANUEL PEREZ BERTOLDI; RAFAEL RADI; SANTIAGO OVIEDO ROUCO; DANIEL MURGIDA; VERÓNICA TÓRTORA; CECILIA SPEDALIERI; MARÍA ANA CASTRO ; JUAN MANUEL PEREZ BERTOLDI

Villa Carlos Paz

Congreso; XX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2017

Motivación. El citocromo c (Cyt) es un transportador soluble de electrones,cuyo rol en la cadena respiratoria consiste en realizar la transferencia electrónica al aceptor final de la cadena, el complejo IV. Uno de los parámetros determinantes en la cinética de las reacciones de transferencia electrónica (TE) en la teoría de Marcus es la energía de reorganización (lambda), la cual ha sido minimizada en sistemas biológicos.Este parámetro contempla la energía requerida para distorsionar la estructuramolecular de los reactivos hacia la configuración de equilibrio de los productos en ausencia de TE, y la reorganización de solvente alrededor del centro redox. El estudio de qué factores influyen sobre la minimización de la energía de reorganización, ya sean internos o externos, resulta de suma importancia para comprender el rol biológico de esa modulación. En este trabajo se presenta el estudio espectroelectroquímico del Cyt WT y las mutantes Tyr67Phe y Glu66Gln. Si bien no se observa una interacción directa entre los residuos reemplazados y el grupo hemo, estudios de simulación computacional sugieren que puentes hidrógeno entre los residuos Tyr67 y Met80, y Glu66 y Tyr74 pueden influir en diversos parámetros cinéticos y termodinámicos asociados con la transferencia electrónica.Resultados. Se realizaron experimentos con Cyt adsorbido sobre monocapasautoensambladas de alcanotioles w-funcionalizados con carboxilatos e hidroxilos en proporción variable, formadas sobre electrodos de plata y oro. De esta manera, es posible modificar la densidad de carga superficial y, por lo tanto, el campo eléctrico interfacial al cual es sometida la proteína. Se determinó la energía de reorganización de las distintas proteínas a partir de datos obtenidos de voltametrías cíclicas (VC) en función de la temperatura y de espectroelectroquímica Raman resonante intensificada por superficie resuelta en el tiempo (TR-SERRS). Los resultados obtenidos muestran que en Cyt WT, lambda presenta valores de 0,3 eV y 0,6 eV para monocapas de alta y bajadensidad de carga, respectivamente. Para la mutante Glu66Gln el comportamiento es similar, pero lambda vale aproximadamente 0,8 eV en monocapas de baja densidad de carga. La mutante Tyr67Phe no presenta cambios en la energía de reorganización con el campo eléctrico, siendo su valor similar al de Cyt WT en monocapas con baja densidad de carga.Conclusiones. La energía de reorganización de Cyt WT y las mutantesestudiadas se modifica con la densidad de carga interfacial, aunque los valoresobtenidos difieren en todos los casos. Es posible entonces modular el valor de la energía de reorganización no sólo con el campo eléctrico, sino también conmutaciones puntuales del Cyt. La sustitución de aminoácidos puntuales no afecta la estructura secundaria o terciaria del Cyt, y permite modular la eficiencia de la transferencia electrónica.