Estudios optoacústicos de procesos de transferencia de electrones en proteínas

DAVID GARA, PEDRO M.; BILMES, GABRIEL; CHERUZEL, LIONEL; BRASLAVSKY, SILVIA

Cordoba

Encuentro; 2da Reunión de Fotobiólogos Moleculares Argentinos; 2013

La transferencia de carga de largo alcance en metaloproteínas es un proceso fundamental en la fotosíntesis y la respiración celular. Hay varias preguntas abiertas en este proceso. Entre ellas la influencia del medio y la separación entre el donor (D) y aceptor (A) de electrones. En este trabajo se estudiaron los cambios estructurales debido a la transferencia de carga mediante la técnica optoacústica inducida por láser (LIOAS). Los sistemas estudiados son dos mutantes del citocromo P450 (K97C y Q397C) con un complejo de Ru(II) unido covalentemente en diferentes posiciones a la proteína. El Ru(II) actúa como donor de electrones tras la excitación [1,2]. Se obtuvieron ajustes satisfactorios de las señales utilizando la suma de tres decaimientos exponenciales para el sistema Cyt P450 BM3 K97C a diferentes temperaturas. Del ajuste se obtuvieron tres valores de tiempos de vida (: (i) uno atribuido a procesos rápidos, con un 1 ≤ 50 ns; (ii) uno referido a un proceso más lento con un 2 de 400-600 ns, y (iii) otro que da cuenta de procesos más largos, con un 3 ca. 10 s. Con los datos obtenidos a diferentes temperaturas, se calculó el cambio de volumen estructural asociado a cada proceso de formación y decaimiento del estado excitado del complejo proteico Cyt P450 BM3 K97C*. Los resultados muestran que el primer proceso genera una contracción de 2.9 mL/mol, el segundo una expansión de 4.2 mL/mol y el tercero una contracción de 1.4 mL/mol. En el esquema se presentan los posibles procesos generados luego de la excitación laser para el citocromo P450 BM3 K97C. El intermediario I1 puede asignarse al Ru excitado en la proteína (*RuII K97C-FeIII P450), I2 se supone que es el estado de transferencia de carga metal - ligando (MLCT) del Ru(bpy)2(IA-phen), y I3 puede atribuirse a la transferencia de electrones entre los dos centros metálicos (RuIII K97C-FeIII P450). Para analizar el efecto de compensación de entalpía-entropía y la posible correlación con la energía de reorganización Marcus () para el proceso de recombinación de carga, se realizaran experimentos en soluciones buffer con distintos cationes monovalentes [Li+, Cs+ y N(CH3)4+].