Efecto del ligando axial en la estructura electrónica del sitio de CuA

LEDESMA, G. N.; VILA, A. J.; MURGIDA, D. H.

San Nicolás, Argentina

Workshop; Workshop de Metaloproteinas Artificiales y Complejos de Coordinación Biomiméticos; 2006

Comité Organizador de Workshop de Metaloproteinas Artificiales y Complejos de Coordinación Biomiméticos

Las citocromo c oxidasas son enzimas de membrana que catalizan la reducción de O2 a H2O con el aporte de cuatro electrones provenientes de cuatro moléculas de citocromo c. La puerta de entrada para los electrones en las citocromo c oxidasas es CuA, un sitio de cobre binuclear, que transfiere electrones desde el citocromo c hacia el centro redox. El sitio CuA (Fig. 1) está constituido por un núcleo Cu2S2, en el que los iones metálicos están fuertemente coordinados a dos átomos de S de residuos de Cys que actúan como puente y a dos ligandos His terminales, a través de sus átomos de Nd (His114  y His157). Además, el ion Cu1 está débilmente coordinado al residuo Met160 a través de su Se y el ion Cu2 al carbonilo peptídico del residuo Gln151.1 Estudios recientes mostraron que la introducción de una mutación puntual en el ligando axial Met160 induce modificaciones electrónicas únicamente en los ligandos unidos a Cu1.2 Esta observación confirma la robustez del sitio de CuA, una propiedad crucial para minimizar la energía de reorganización y mejorar la eficiencia de transferencia electrónica. Este trabajo presenta un estudio sistemático de las perturbaciones ocasionadas por la modificación del ligando axial del sitio de CuA. Para ello, se utilizaron técnicas espectroscópicas y electroquímicas en una serie de mutantes puntuales en las que el ligando axial Met160 fue reemplazado por residuos hidrófobos, cargados y polares. Se registraron los correspondientes espectros electrónicos de absorción UV-vis, de Resonancia Magnética Nuclear paramagnética y fueron medidos los potenciales de reducción respectivos. Todas las mutantes poseen una alteración considerable en el potencial redox respecto a la proteína nativa, a diferencia de las pequeñas modificaciones obervadas en las mutantes de CuA-azurina.3 Sin embargo, los espectros de absorción electrónica no muestran alteraciones substanciales y las características de centro dinuclear de valencia mixta Cu(1.5)–Cu(1.5) deslocalizado, se encuentran conservadas en la mayoría de las mutantes. Referencias bibliográficas: 1.      Wuttke, D.S. et al. Science 1992, 256, 1007 ; Williams, P.A. et al. Nat. Struct. Biol.1999, 6, 509. 2.      Fernández et al., J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11678; Slutter, C. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5325. H. J. Hwang, S. M. Berry, M.J. Nilges and Y. Lu, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7274.