Reducción de dos electrones frente a la oxidación de un electrón del par tipo 3 en las oxidasas multicobre

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Química bioorgánica Química bioorgánica.

Sus antecedentes:

• Las oxidasas multicobre (MCOs) catalizan la reducción de O2 a H2O utilizando un grupo trinuclear de cobre (TNC).
• Existen dos formas de reposo: reposo alternativo (AR) y reposo oxidado (RO).
• Los donantes de electrones de alto potencial pueden reducir todos los sitios de cobre en las MCO.

Objetivo del estudio:

• Investigar el mecanismo de reducción de la forma RO de las MCO de alto potencial.
• Aclarar el papel del sitio de cobre T1 en la reducción del sitio de cobre binuclear T3.
• Comprender la formación de estados metestables durante la activación reductora del MCO.

Principales métodos:

• Evaluación espectroscópica de las MCO.
• Cálculos de la Teoría Funcional de la Densidad (DFT).
• Análisis de las vías de transferencia de electrones dentro de la CNT.

Principales resultados:

• El sitio de cobre binuclear T3 en la forma RO es reducible a través del sitio de cobre T1.
• La reducción procede a través de un proceso de dos electrones, formando un estado T3 metastable medio reducido.
• La oxidación del sitio T3 reducido genera la forma AR termodinámicamente favorecida.
• Los cálculos de DFT resaltan el papel de la columna vertebral de la proteína en la modulación del sitio activo.

Conclusiones:

• La forma RO de los MCO de alto potencial sufre una reducción única de dos electrones del sitio T3.
• Un estado metastable de T3 reducido a la mitad es crucial para la activación reductiva completa.
• La estructura de las proteínas controla activamente los estados redox del cobre y la activación catalítica.