Propiedades espectroscópicas únicas del grupo H en una putativa hidrogenasa sensorial [FeFe]

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Espectroscopia

Sus antecedentes:

• Las hidrogenasas sensoriales [FeFe] están implicadas en la regulación de la transcripción mediante la detección de los niveles celulares de H2.
• Estas enzimas poseen una estructura única con un dominio de hidrogenasa y un dominio Per-Arnt-Sim (PAS).
• La función fisiológica y las propiedades bioquímicas de las hidrogenasas sensoriales siguen siendo en gran medida inexploradas.

Objetivo del estudio:

• Para caracterizar la hidrogenasa sensorial [FeFe] artificialmente madurada (HydS) de Thermotoga maritima.
• Para investigar las propiedades bioquímicas y espectroscópicas de HydS.
• Para aclarar los estados redox y las características funcionales de HydS.

Principales métodos:

• Se empleó la espectroelectroquímica de la transformada de Fourier en el infrarrojo (FTIR) para estudiar el sitio activo.
• Se utilizó la espectroscopia de resonancia paramagnética de electrones (EPR) para identificar los estados redox.
• Se realizaron ensayos de actividad enzimática para evaluar la conversión de hidrógeno y la inhibición de CO.

Principales resultados:

• HydS exhibe una actividad de conversión de hidrógeno más baja y una inhibición de CO reducida en comparación con las hidrogenasas [FeFe] prototípicas.
• Se identificaron tres estados redox distintos del sitio activo de HydS utilizando espectroscopia FTIR y EPR.
• El análisis espectroscópico reveló similitudes con el estado H_ox, pero diferencias significativas en los estados reducidos, con bandas FTIR desplazadas al rojo que indican reducción del sitio de diirón y retención del ligando CO.

Conclusiones:

• HydS posee propiedades funcionales y espectroscópicas únicas distintas de las hidrogenasas canónicas [FeFe].
• Es probable que los residuos de aminoácidos alterados influyan en las propiedades electrónicas del grupo H, lo que contribuye a las características únicas de HydS.
• Estos hallazgos proporcionan información sobre el papel potencial de HydS en la detección de H2 y la regulación transcripcional.