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Electron Transport Chain: Complex III and IV01:43

Electron Transport Chain: Complex III and IV

During the electron transport chain, electrons from NADH and FADH2 are first transferred to complexes I and II, respectively. These two complexes then transfer the electrons to ubiquinol, which carries them further to complex III. Complex III passes the electrons across the intermembrane space to Cyt c, which carries them further to complex IV. Complex IV donates electrons to oxygen and reduces it to water. As electrons pass through complexes I, III, and IV, the energy released aids the pumping...
Electron Transport Chain Components01:29

Electron Transport Chain Components

The electron transport chain (ETC) is a crucial metabolic pathway that facilitates energy conversion in prokaryotic and eukaryotic cells. In eukaryotes, the ETC comprises four membrane-associated protein complexes in the inner mitochondrial membrane. In prokaryotes, the ETC in the plasma membrane can vary in composition, with fewer or different complexes depending on the organism and environmental conditions. These complexes transfer electrons from electron donors, such as NADH and FADH2, to...
EDTA: Auxiliary Complexing Reagents01:26

EDTA: Auxiliary Complexing Reagents

EDTA titrations are usually carried out in highly basic conditions, where the fully deprotonated form of EDTA, Y4−, actively complexes with the free metal ions in the solution. Several metal ions precipitate as hydrous oxide (hydroxides, oxides, or oxyhydroxides) under these conditions, lowering the concentration of free metal ions in the solution. For this reason, auxiliary complexing agents or ligands such as ammonia, tartrate, citrate, or triethanolamine are used in EDTA titrations to...
The Supercomplexes in the Crista Membrane01:41

The Supercomplexes in the Crista Membrane

The mitochondrial cristae membrane is the primary site for the oxidative phosphorylation (OXPHOS) process of energy conversion mediated through respiratory complexes I to V. These complexes have been widely studied for decades, and it has been proven that they form supramolecular structures called respiratory supercomplexes (SC). These higher-order complexes may be crucial in maintaining the biochemical structure and improving the physiological activity of the individual complexes while...

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La transferencia de electrones acoplados a protones asistida por tampón en un modelo de complejo de renio-tirosina.

Hiroshi Ishikita1, Alexander V Soudackov, Sharon Hammes-Schiffer

  • 1Department of Chemistry, 104 Chemistry Building, Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802, USA.

Journal of the American Chemical Society
|August 21, 2007
PubMed
Resumen

El amortiguador de fosfato, no el agua, facilita la generación de radicales tirosílicos a través de la transferencia de electrones acoplados a protones (PCET) en un complejo de renio. Este hallazgo aclara un paso clave en procesos biológicamente importantes.

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Published on: April 10, 2015

Área de la Ciencia:

  • Química Inorgánica La Química Inorgánica es la química inorgánica.
  • Química Física es la química física.
  • La bioquímica es la bioquímica.

Sus antecedentes:

  • La generación de radicales tirosílicos es crucial en muchos procesos biológicos.
  • Es esencial comprender el mecanismo de formación de radicales en complejos organometálicos como [Re(P-Y) ((phen) ((CO) 3) PF6.
  • Las reacciones de transferencia de electrones acoplados a protones (PCET) son fundamentales para las transformaciones químicas y biológicas.

Objetivo del estudio:

  • Para dilucidar el mecanismo de generación de radicales tirosilo en el complejo [Re(P-Y) ((phen) ((CO) 3) PF6.
  • Para investigar el papel de los diferentes aceptores de protones (buffer de agua vs. fosfato) en la reacción PCET.
  • Para analizar los factores que influyen en la velocidad y el efecto del isótopo cinético de la reacción.

Principales métodos:

  • La teoría del continuo de múltiples estados se empleó para modelar las reacciones de transferencia de electrones acoplados a protones (PCET).
  • Los cálculos consideraron tanto a las especies tampón de agua y fosfato como posibles aceptadores de protones.
  • El análisis incluyó energías de reorganización, energías libres de reacción, energías libres de activación y acoplamientos vibrónicos para la transferencia de hidrógeno y deuterio.

Principales resultados:

  • Se identificó a la especie de amortiguador de fosfato HPO4(2-) como el aceptor de protones efectivo, reproduciendo con éxito la dependencia experimental del pH y los efectos del isótopo cinético H/D.
  • Se descubrió que un modelo que usaba agua como aceptor de protones era físicamente irrazonable para este sistema.
  • Las contribuciones de la tasa dominante surgen de transiciones no adiabáticas a estados vibrónicos de mayor producto debido a un acoplamiento y superposición vibrónicos más grandes.

Conclusiones:

  • Las especies amortiguadoras de fosfato, específicamente HPO4(2-), juegan un papel crítico en el mecanismo de generación de radicales tirosílicos del complejo de renio estudiado.
  • La menor distancia donante-receptor de protones y las interacciones electrónicas favorables hacen del fosfato un receptor de protones más efectivo que el agua.
  • Los hallazgos proporcionan información fundamental sobre la generación de radicales tirosílicos, relevante para varios sistemas biológicos.