La transferencia de electrones acoplados a protones y la tirosina redox-activa Z en el complejo fotosintético que...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Investigación de fotosíntesis Investigación de fotosíntesis.
• Mecanismos de las enzimas.

Sus antecedentes:

• La transferencia de electrones acoplados a protones (PCET) es crucial en las reacciones enzimáticas, que a menudo involucran a las tirosinas redox activas.
• El fotosistema II (PSII) utiliza dos tirosinas redox activas, YD y YZ, con distintas funciones catalíticas.
• YZ es vital para la evolución del oxígeno y se reduce rápidamente por el sitio catalítico de manganeso.

Objetivo del estudio:

• Investigar el mecanismo de YZ PCET en el PSII que evoluciona con oxígeno.
• Caracteriza la cinética de desintegración de YZ (((•) y su dependencia del pH y los efectos del isótopo del disolvente.
• Diferenciar los mecanismos PCET de YZ y YD dentro de PSII.

Principales métodos:

• Se utilizaron bajas temperaturas para aislar las reacciones YZ(•) conservando el grupo manganeso-calcio.
• Empleó altas potencias de microondas para saturar la señal YD (((•) EPR.
• Se midieron las cinéticas de desintegración YZ(•) utilizando espectroscopia EPR y se analizó el pH y la dependencia isotópica del disolvente.

Principales resultados:

• La velocidad de desintegración de YZ{\displaystyle YZ} exhibió un efecto isotópico de disolvente significativo.
• La tasa de recombinación YZ(•) y el efecto isotópico del disolvente eran independientes del pH entre pH 5.0 y 7.5.
• Estos hallazgos contrastan con la cinética de desintegración de YD observada a pH bajo.

Conclusiones:

• La desintegración YZ(•) independiente del pH con un efecto de isótopo de disolvente apoya un mecanismo de transferencia de electrones de protones acoplados (CPET) que limita la velocidad.
• Una extensa red de enlaces de hidrógeno que rodea YZ puede mediar este proceso CPET.
• Las reacciones PCET demuestran claramente la diferencia entre las funciones funcionales de YZ y YD en PSII.