Caracterización de radicales de corta duración inducidos por la luz en el sitio activo de la flavoproteína...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Espectroscopia
• Enzimología

Sus antecedentes:

• Los radicales de adenina dinucleótido (FAD) y los aminoácidos como la tirosina y el triptófano son intermediarios clave en las reacciones de transferencia de electrones (ET) de las flavoproteínas.
• La caracterización de estos intermediarios de corta duración en los procesos funcionales de las flavoproteínas es un desafío.
• La ferredoxina-NADP+ oxidoreductasa (BsFNR) de Bacillus subtilis muestra una fuerte disminución de la fluorescencia debido a la interacción de la FAD con la tirosina (Tyr50).

Objetivo del estudio:

• Investigar los fotoproductos de corta duración en BsFNR de tipo silvestre (WT) y sus variantes (Tyr50 sustituido por triptófano o glicina).
• Caracterización de los intermedios de reacción en estado separado de carga mediante métodos espectroscópicos ultrarrápidos.
• Comprender la influencia del entorno y la dinámica de las proteínas en las propiedades espectrales de los radicales intermedios.

Principales métodos:

• Espectroscopias de fluorescencia y absorción con resolución temporal.
• Espectroscopia ultrarrápida para el estudio de las flavoproteínas activadas por la luz.
• Simulaciones de dinámica molecular y cálculos de mecánica cuántica.

Principales resultados:

• En WT BsFNR, la transferencia ultrarrápida de electrones (ET) desde Tyr50 al cofactor FAD excitado ocurre en ~ 260 fs.
• Este ET es significativamente más rápido que la recombinación de cargas, lo que permite la caracterización de los intermedios separados por carga.
• Los experimentos con el mutante Y50W produjeron fotoproductos similares a otras flavoproteínas que contienen triptófano.
• Las características espectrales de los radicales aniónicos FAD son altamente sensibles al entorno de las proteínas y a la dinámica de los contraiones.

Conclusiones:

• Caracterización exhaustiva de los importantes radicales intermedios involucrados en los procesos funcionales de las flavoproteínas.
• Demostración del ET ultrarrápido como mecanismo que facilita la caracterización intermedia.
• Destacando la sensibilidad ambiental de las propiedades espectrales de los radicales FAD.