Transferencia de protones a temperaturas de helio durante la activación del dioxígeno por monooxigenasas hemo

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Química Física es la química física.
• Enzimología Enzimología.

Sus antecedentes:

• La transferencia enzimática de protones es crucial para los procesos biológicos.
• Comprender los mecanismos de transferencia de protones a bajas temperaturas es un desafío.
• Las proteínas hemo como la hemo oxigenasa (HO), P450cam y la mioglobina (Mb) son modelos clave.

Objetivo del estudio:

• Para medir la transferencia enzimática de protones a temperaturas de helio líquido.
• Para investigar la protonación del estado peroxo-ferríquemo de la oxigenasa hemo.
• Para comparar la cinética de transferencia de protones a través de diferentes proteínas hemo.

Principales métodos:

• In situ criorreducción radiolítica de las proteínas oxy-heme en ca. 4 K. Es decir, 4 K.
• Mediciones de transferencia de protones en disolventes H2O y D2O.
• Análisis cinético y determinación del efecto del isótopo cinético del disolvente.

Principales resultados:

• Transferencia de protones observada en la oxigenasa hemo a temperaturas de helio (4 K).
• La transferencia de protones en P450cam se inició alrededor de 50 K; en la mioglobina por encima de 170 K.
• La transferencia de protones de mioglobina a 180 K fue bifásica con un efecto de isótopo cinético del disolvente de 3.8.

Conclusiones:

• La transferencia de protones en las proteínas hemo es altamente dependiente de la temperatura.
• El modelo de túnel acoplado al medio ambiente explica la transferencia de protones vinculada a los movimientos de las proteínas.
• La dinámica de las proteínas, incluyendo la reorganización y la dinámica activa (gating), modula la distancia de transferencia de protones.