IBR   13079
INSTITUTO DE BIOLOGIA MOLECULAR Y CELULAR DE ROSARIO
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Estructura Electrónica del centro CuA de Citocromo c Oxidasa de T. thermophilus: Estudios por RMN Paramagnético
Autor/es:
LUCIANO A. ABRIATA; GABRIELA N. LEDESMA; ROBERTA PIERATTELLI; ALEJANDRO J. VILA
Lugar:
DQIAQF e INQUIMAE, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires
Reunión:
Workshop; Tercer Workshop de Química Bioinorgánica Transferencia electrónica y reactividad de grupos hemo y no-hemo; 2008
Institución organizadora:
DQIAQF e INQUIMAE, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires,
Resumen:
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El complejo proteico Citocromo c
Oxidasa cataliza la reducción de oxígeno molecular a agua acoplando el proceso
de transferencia electrónica con la traslocación de protones a través de la
membrana. El aceptor inicial de electrones es CuA, un centro binuclear de cobre
de valencia mixta. Los iones cobre de este centro están fuertemente coordinados
por dos residuos de cisteína a puente y dos ligandos de histidina terminales, junto
con un residuo de metionina y un carbonilo peptídico como ligandos axiales
débiles (Fig. 1)
Si bien la
transferencia de electrones a través de CuA involucra distancias largas y cambios
de energía libre pequeños, es un proceso que ocurre con alta eficiencia. De
acuerdo a la Teoría
de Marcus, esta eficiencia puede lograrse mediante una energía de reorganización
pequeña (debida a la rigidez del sitio) y mediante una apropiada distribución
de la densidad de spin electrónico alrededor de los iones cobre. Dentro del
marco de nuestra línea de trabajo, actualmente estamos estudiando la
delocalización del spin electrónico
sobre los ligandos del centro CuA del fragmento soluble de la oxidasa ba3
de T. thermophilus.
En un trabajo previo,
donde se utilizaron técnicas de RMN convencionales para la asignación de las señales
de 1H, 13C
y 15N del fragmento soluble CuA, las resonancias de 13C y 15N
de los ligandos en la proteína oxidada no fueron observados ni asignados,
debido al ensanchamiento producido por el centro paramagnético sobre las
señales de los núcleos cercanos a este. Sin embargo, la identificación de estas
señales es importante ya que provee información detallada sobre la estructura
electrónica del sitio. Así, con el fin de identificar y estudiar tales señales,
se realizaron diferentes experimentos de detección directa de 13C y 15N
sobre ventanas espectrales grandes y con diferentes velocidades de pulsado. Se
identificaron varias señales con contribución paramagnética, las cuales fueron
asignadas mediante experimentos de transferencia de saturación y espectros
HMQC. Se midieron las velocidades de relajación de cada señal y se estudió la dependencia
de los desplazamientos químicos con la temperatura sobre las señales de 13C y 15N
halladas y sobre las señales de 1H previamente reportadas. Con toda esta
información se podrá lograr un mapa de la distribución de la densidad de spin
electrónico desapareado sobre los ligandos en la proteína oxidada, y estimar la
diferencia de energía existente entre el estado fundamental del centro metálico
y un estado excitado accesible a temperatura ambiente, que se postula sería importante para la transferencia electrónica
eficiente.
Referencias: [1] Beinert H., Eur J Biochem. 1997 May 1; 245 (3) : 521 Fig. 1 El sitio binuclear CuA
[2] Cheng H, Markley JL. Annu Rev Biophys Biomol Struct. 1995; 24 : 209