Transferencia directa de electrones acoplados a protones entre las tirosinas interfaciales en la reductasa de...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Química computacional

Sus antecedentes:

• La ribonucleótido reductasa (RNR) es esencial para la síntesis y reparación del ADN.
• El mecanismo implica la transferencia radical a través de las subunidades de proteínas a través de la transferencia de electrones acoplados a protones (PCET).
• Un paso crítico es la PCET interfacial entre Y356 (subunidad β) y Y731 (subunidad α) en la RNR de E. coli.

Objetivo del estudio:

• Investigar el mecanismo de reacción PCET entre Y356 y Y731 a través de una interfaz acuosa.
• Determinar la viabilidad de las vías de PCET mediadas por agua frente a las directas.

Principales métodos:

• Simulaciones clásicas de dinámica molecular.
• Simulaciones de energía libre mecánica cuántica/mecánica molecular (QM/MM).

Principales resultados:

• El mecanismo de transferencia doble de protones mediado por agua es termodinámico y cinéticamente desfavorable.
• Un mecanismo PCET directo entre Y356 y Y731 es factible cuando Y731 está orientado hacia la interfaz.
• Esta vía directa exhibe una baja barrera de energía libre y es facilitada por la unión de hidrógeno de agua a ambas tirosinas.

Conclusiones:

• El mecanismo directo de PCET es la vía probable para la transferencia de radicales a través de la interfaz acuosa en E. coli RNR.
• Las simulaciones computacionales proporcionan información fundamental sobre los mecanismos de transferencia de radicales en las interfaces acuosas.