Interacción de mioglobina con especies reactivas del azufre

CÓRDOVA, JONATHAN A; PALERMO, JUAN CRUZ; ESTRIN, DARÍO ARIEL; BARI, SARA ELIZABETH; CAPECE, LUCIANA

El Calafate

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2023

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: El rol de las especies de azufre inorgánico en sistemas biológicos haganado considerable interés desde el reconocimiento de sulfanos, particularmentesulfuro de hidrógeno o sulfano (H2S), disulfano (H2S2), trisulfano (H2S3), y sus basesconjugadas, como especies endógenas y mediadores de funciones de señalización endiferentes tejidos. Partiendo de un trabajo previo de nuestro grupo1, continuamos explorando lainteracción entre especies reactivas de azufre con hemoproteínas, utilizando comomodelo a la mioglobina. En este contexto, estudiamos la migración de H2S2 y su baseconjugada, HS2-, desde las condiciones biológico hasta el sitio activo de la mioglobina,y la interacción con el centro férrico del hemo. Para este propósito, resulta importantedeterminar cuál especie es la más probable en condiciones biorrelevante. Lainformación experimental reportada con respecto al pKa de H2S2 no es concluyentes,por lo que decidimos calcular la constante de acidez (pKa1) para H2S2. Adicionalmente,para tener una perspectiva más amplia, estimamos los pKas de H2S3 y del radicalsulfanil (HS·), reconocidos como productos o intermediarios en algunos procesosbiológicos.Resultados: La estimación de pKas fue realizada mediante cálculos QM, utilizandodos aproximaciones independientes desarrolladas por miembros del grupo, dandocomo resultados 5.1, 2.9 y 7.0 de pKa para H2S2, H2S3 y HS·, respectivamente. El perfilde energía libre de migración del ligando al sitio activo fue obtenido usandosimulaciones de dinámica molecular clásica guiada junto con la inecuación deJarzynski, obteniendo barreras energéticas de cerca de 0 y 6 kcal/mol para H2S2 yHS2-, respectivamente. Finalmente, cálculos híbridos del tipo QM/MM (incluyendooptimizaciones restringidas) fueron utilizados para proponer un mecanismo decoordinación al hierro del grupo hemo, para las especies reactivas de azufremencionadas.Conclusiones: Los resultados obtenidos sugieren que H2S2 y H2S3 son más ácidosque H2S, mientras que el pKa del radical HS· es similar al de H2S. Los perfiles demigración H2S2/HS2- en mioglobina indican que la molécula neutra H2S2, y no laaniónica HS2-, migra preferentemente al sitio activo de la proteína estudiada,exhibiendo un comportamiento similar al previamente observado para H2S/HS-.1Referencias1) Boubeta, F., Inorg. Chem. 2018, 57, 13, 7591–7600.