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Energy to Drive Translocation

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Mitochondrial protein import is powered by two distinct energy sources: ATP hydrolysis and electrochemical potential across the inner membrane. Newly synthesized precursors are bound by cytosolic chaperones of the Hsp70 family, which guide them to the import receptors on the mitochondrial surface. Utilizing the energy of ATP hydrolysis, Hsp70 chaperones transfer these precursors to the TOM receptors on the mitochondrial outer membrane.
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Activar el túnel H a través del control de conformación

José P L Roque1, Cláudio M Nunes1, Luís P Viegas1

  • 1University of Coimbra, CQC, Department of Chemistry, 3004-535 Coimbra, Portugal.

Journal of the American Chemical Society
|May 28, 2021
PubMed
Resumen

Los investigadores demuestran el control del túnel de hidrógeno (H-tunneling) utilizando radiación externa. Al alterar la conformación molecular con la luz, desencadenaron el túnel H espontáneo, ofreciendo una nueva estrategia para la manipulación química.

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Área de la Ciencia:

  • Química cuántica
  • Física y química
  • Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

  • El túnel de hidrógeno (H-tunneling) es un proceso mecánico cuántico fundamental observado en diversas disciplinas científicas.
  • El control del túnel H para las transformaciones químicas específicas sigue siendo un desafío significativo en química y ciencia de materiales.

Objetivo del estudio:

  • Demostrar un nuevo método para controlar activamente el túnel H utilizando radiación externa.
  • Investigar el mecanismo de los cambios conformacionales inducidos por la radiación que facilitan el túnel H.

Principales métodos:

  • Generación de un intermediario triplo de 2-hidroxifenilnitreno en una matriz de nitrógeno (N2) a bajas temperaturas (10 K) mediante irradiación UV de un precursor de azido.
  • Excitación vibratoria selectiva a la frecuencia 2ν(OH) para inducir cambios conformacionales de la orientación anti a sin de la fracción hidroxilo (OH).
  • Análisis espectroscópico y modelado computacional para dilucidar la vía de túnel H y el paisaje energético.

Principales resultados:

  • La radiación externa indujo con éxito un cambio de conformación en el 2-hidroxifenilnitreno, acercando el átomo de hidrógeno al centro del nitreno.
  • Este cambio de conformación desencadenó un túnel H espontáneo desde el nitreno triple a un producto de 6-imino-2,4-ciclohexadienona individual.
  • Los estudios computacionales confirmaron que el túnel H procede a través del cruce de superficies de energía potencial de triplete a singlete.

Conclusiones:

  • El estudio presenta una estrategia experimental innovadora para controlar el túnel H a través de la manipulación conformacional a través de la radiación externa.
  • Este trabajo abre nuevas posibilidades para dirigir las reacciones químicas y manipular las estructuras moleculares aprovechando los efectos de túnel cuántico.