Modulación fina de las propiedades redox de centros de CuA.

ULISES ZITARE; DAMIÁN ÁLVAREZ-PAGGI; MARCOS N. MORGADA; LUCIANO A. ABRIATA; ALEJANDRO J. VILA; DANIEL H. MURGIDA

Rosario

Congreso; Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

La citocromo c oxidasa es el complejo terminal de la cadenas respiratorias aeróbicas. Consta de tres sitios redox, siendo el aceptor primario el centro de CuA que recibe electrones del citocromo c, transfiriéndolo luego al siguiente centro redox intraproteico hasta llegar al aceptor final, el O2. En este trabajo se estudia el efecto de distintas variables sobre la transferencia electrónica en el fragmento soluble de la subunidad II de la citocromo ba3 oxidasa de Thermus thermophilus. Estudios previos en nuestro laboratorio han mostrado la existencia de dos estados electrónicos fundamentales poblados a temperatura ambiente en el sitio de CuA, los estados πu y σu*, que se encuentran optimizados para la entrada y salida del electrón respectivamente. Cambios sutiles en el entorno del centro de CuA modifican las diferencias de energía relativa entre dichos estados (ΔE) y consecuentemente la proporción en la que se pueblan.En este contexto se estudiaron parámetros termodinámicos tales como ΔS, ΔH, ΔG ypotencial de reducción (E0), así como parámetros cinéticos, tales como constante de velocidad (kET) y energía de reorganización (λ), sobre mutantes de primera y segunda esfera de coordinación, mediante experimentos electroquímicos sobre electrodos de oro biocompatibilizados.Se observó que para mutantes del ligando axial débil metionina 160, en regímenes de adsorción al electrodo donde el acoplamiento electrónico es muy grande, cambios de pH alteran kET, y este efecto es más pronunciado en mutantes de menor ΔE. Estudios en función de la fuerza iónica muestran que no hay cambios en la carga neta de las distintas mutantes y se descarta una reorientación proteica general como paso limitante de la TE dada la insensibilidad de kET frente a cambios de la viscosidad del medio. Por otra parte, se observó que mutaciones de segunda esfera de coordinación también modifican ΔE y que la disminución del pH produce un crecimiento de kET en un rango acotado de valores. Análisis de espectros UV-Vis muestran cambios sutiles en los poblamientos de los estados πu y σu*, y estudios preliminares indican que el pH impacta también sobre el valor de λ.