Rol de la Dinámica Proteica en la Velocidad de Transferencia Electrónica en Citocromo c

DAMIÁN JORGE ÁLVAREZ PAGGI; DIEGO MARTÍN; MARCELO MARTÍ; DANIEL MURGIDA

Santa Fe, Argentina

Workshop; 4º Workshop de Bioinorgánica; 2010

Rol de la Dinámica Proteica en la Velocidad de Transferencia Electrónica en Citocromo c Damián Álvarez Paggi, Diego Martín, Marcelo Martí, Daniel H. Murgida INQUIMAE-CONICET, Facultad de Ciencias Exáctas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Ciudad Universitaria, Pabellón 2, 3º piso, código postal C1428EGA, Capital Federal, Argentina Resumen El citocromo c (Cyt) es una proteína pequeña, soluble, que cumple un rol fundamental en la cadena de transporte mitocondrial, vehiculizando electrones entre el citocromo bc1 y la citocromo c oxidasa. La complejidad que supone el estudio de las reacciones de transferencia electrónica (ET) en proteínas in vivo ha llevado al desarrollo de técnicas alternativas utilizando complejos biomiméticos. Para profundizar el conocimiento sobre los parámetros que regulan la velocidad de transferencia electrónica (kET), se estudia el Cyt adsorbido sobre monocapas autoensambladas (SAMs) sobre electrodos. Utilizando SAMs de alcanotioles ω-sustituídos con grupos carboxilo, se puede simular en cierto grado la región cargada negativamente de la citocromo c oxidasa donde ocurre el docking. La mayoría de las proteínas con actividad redox que fueron estudiadas, presentan una dependencia inusual de con la distancia kET que no puede explicarse según el formalismo de Gourney-Marcus-Levich-Dogonadze. Una de las hipótesis para explicar este comportamiento, es el del efecto de la dinámica proteíca modulado por el campo eléctrico (EF) transmembrana. Para verificar esta hipótesis, se realizaron experimentos de crosslinking de distinto grado entre Cyt y la SAM para evaluar el efecto de la restricción del movimiento de la proteína mediante medidas de espectroscopía Raman resonante intensificado por superficie resuelta en el tiempo (TR-SERR). Para una interpretación a nivel atomístico de los resultados, se realizaron dinámicas moleculares (MD) en las cuales se analizó la movilidad y la distribución de acoplamientos electrónicos de Cyt sobre SAM dependiendo del estado redox y  de la presencia/ausencia de enlaces covalentes entre Cyt y SAM. Los experimentos TR-SERR indican que incluso en ausencia de una reorientación gruesa de Cyt, kET  no obedece la dependencia esperada de la distancia. Los resultados de MD indican que existen diferencias en el binding de Cyt dependiendo del estado redox debido a diferencias estructurales entre Cyt+2 y Cyt+3, que a su vez correlacionan con resultados experimentales obtenidos previamente. A su vez, se verifica que existe una distribución de acoplamientos electrónicos (H) incluso para Cyt con orientaciones similares, y que los cambios en la distribución se debe a fluctuaciones protéicas que pueden ser afectadas por EF.