Caracterización electroquímica de centros de CuA

DAMIÁN JORGE ÁLVAREZ PAGGI; LUCIANO ABRIATA; GABRIELA LEDESMA; ALEJANDRO VILA; DANIEL MURGIDA

Santa Fe, Argentina

Workshop; 4º Workshop de Bioinorgánica; 2010

Caracterización electroquímica de centros de CuA Álvarez Paggi, D.J.a., Abriata, L.A.b, Ledesma, G.N.b Vila, A.J.b, Murgida, D.H.a aINQUIMAE-CONICET, Facultad de Ciencias Exáctas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Ciudad Universitaria, Pabellón 2, 3º piso, código postal C1428EGA, Capital Federal, Argentina bInstituto de Biología Molecular IBR (CONICET), Area Biofísica, Universidad Nacional de Rosario, Suipacha 531, 2000 Rosario, Argentina Resumen La transferencia electrónica (ET) entre proteínas de la cadena respiratoria es un proceso de fundamental relevancia para la vida y se caracteriza tanto por su ubicuidad como por la heterogeneidad en las propiedades fisicoquímicas de los sistemas proteicos que los llevan a cabo en distintos organismos. Una de las principales características de las reacciones de  transferencia electrónica inter-proteica es que deben ocurrir a una velocidad suficientemente alta pero con una fuerza impulsora pequeña. En este trabajo se presentará la caracterización de la subunidad soluble de CuA (SII) de la enzima respiratoria terminal citocromo ba3 oxidasa de Thermus thermophilus tanto en solución como en complejos biomiméticos. Utilizando diversas técnicas electroquímicas y espectroscópicas se estudió el efecto del pH, temperatura, fuerza iónica y mutación del ligando axial M160 sobre la estructura,  parámetros termodinámicos (E0) y cinéticos (kET y energía de reorganización l) del CuA en el contexto de la teoría de Gourney-Marcus-Levich-Dogonadze. También se realizaron cálculos clásicos, cuánticos, e híbridos clásico-cuánticos para una mejor comprensión de los resultados experimentales. Se observa que los potenciales de reducción están fuertemente modulados por todos estos parámetros, así como por la mutación del ligando axial débil metionina. Se pudo determinar que la entropía de reacción es pequeña, lo cual a su vez condice con determinaciones cinéticas de energía de reorganización extremandamente baja de aproximadamente 0.3 eV. Los resultados obtenidos indican que los centros de CuA se encuentran optimizados para realizar reacciones de ET con una kET alta debido a la baja energía de activación, que es resultado de las propiedades estructurales tanto del centro redox como de la proteína en su totalidad.