El ajuste de los residuos del relé radical mediante la gestión de protones rescata el salto de electrones de las...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Química de los radicales de las proteínas
• Transferencia de electrones

Sus antecedentes:

• Los radicales transitorios de tirosina y triptófano son cruciales para la transferencia de electrones (ET) en varias proteínas.
• La intercambiabilidad funcional y los factores de reactividad de los radicales Tyr y Trp no se comprenden completamente.
• La citocromo c peroxidasa (CcP) utiliza un radical Trp191 para oxidar el citocromo c (Cc), pero un sustituto de Tyr191 es inactivo a pesar de formar un radical estable.

Objetivo del estudio:

• Investigar las propiedades redox de CcP Tyr191 modificando su entorno.
• Para entender por qué Tyr191 es inactivo en la oxidación de Cc en comparación con Trp191.
• Explorar estrategias para mejorar la actividad de los radicales Tyr en las proteínas.

Principales métodos:

• Sustitución de aminoácidos no naturales (fluorotirosina)
• Las técnicas espectroscópicas (ESR, ESEEM).
• Cristalografía y cinética dependiente del pH.
• Espectroscopia ESR de congelación rápida y apagado.

Principales resultados:

• Las sustituciones de fluorotirosina tuvieron efectos menores en las tasas de ET.
• La introducción de un donante de enlace de hidrógeno (His232 o Glu232) en Tyr191 aumentó las tasas de ET radicales en 30 veces.
• El enlace de hidrógeno con el radical Tyr191 aumentó su potencial formal en ~ 200 mV.
• La inactividad de Y191 se deriva de una caída potencial debido a la desprotonación, que se invierte mediante el enlace de hidrógeno.

Conclusiones:

• Una base bien posicionada que puede aceptar y donar enlaces de hidrógeno eleva el potencial del radical Tyr, lo que permite una transferencia efectiva de electrones.
• Este mecanismo explica la inactividad de Tyr191 en CcP y tiene implicaciones para otras proteínas como PS II y RNR.
• Las proteínas de ingeniería con interacciones específicas de enlace de hidrógeno pueden mejorar las capacidades de transferencia de electrones de largo alcance.