Propiedades de unión dependientes del estado de oxidación del sitio activo en una deshidrogenasa de formato que...

Área de la Ciencia:

• Bioquímica y enzimología
• Química bioorgánica
• La electrocatálisis

Sus antecedentes:

• La formato deshidrogenasa H que contiene molibdeno de Escherichia coli (EcFDH-H) es una enzima clave para estudiar la reducción reversible de CO2 a formato.
• El mecanismo catalítico preciso de la FDH, en particular el papel de la coordinación del molibdeno durante la unión al sustrato, sigue siendo objeto de debate.

Objetivo del estudio:

• Investigar el mecanismo de catálisis de EcFDH-H examinando cómo los cambios en el sitio activo afectan las propiedades de unión del inhibidor.
• Aclarar el papel de los estados de oxidación del molibdeno en las interacciones del sustrato y del inhibidor durante la oxidación del formato y la reducción del CO2.

Principales métodos:

• Se empleó la electroquímica de película proteica para estudiar el comportamiento electroquímico de EcFDH-H.
• Se utilizó la cronoamperometría para analizar los efectos de la concentración del sustrato y del inhibidor en varios potenciales.
• Se aplicó el modelado cinético para interpretar los datos electroquímicos y determinar los mecanismos de unión.

Principales resultados:

• La oxidación de formato por EcFDH-H fue fuertemente inhibida por varios aniones (N3-, OCN-, SCN-, NO2-, NO3-), mientras que la reducción de CO2 mostró una inhibición débil y no competitiva.
• La unión al inhibidor se observó selectivamente en el estado Mo(VI) = S durante el ciclo catalítico, que implica ciclos entre los estados Mo(VI) = S y Mo(IV) - SH.
• La afinidad de unión del inhibidor dependía fuertemente tanto del estado de oxidación del molibdeno como de la fuerza donante de electrones del inhibidor, lo que sugiere una unión directa al centro de Mo.

Conclusiones:

• El estudio propone que los inhibidores y sustratos se unen directamente al centro de molibdeno después de la disociación de un ligando de selenocisteína, creando un sitio vacante para la catálisis.
• Estos hallazgos proporcionan información crítica sobre el mecanismo catalítico de la oxidación del formato y la reducción de CO2 por EcFDH-H, resolviendo ambigüedades mecánicas.