Regulación de la carga en una bomba de protones de Rieske Transferencia de electrones acoplados a protones cero, uno...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• La bioenergía
• Electroquímica de las proteínas

Sus antecedentes:

• La medición de los cambios de carga neta durante la transferencia de electrones (ΔZ_ET) en las proteínas es un desafío.
• Los valores ΔZ_ET son cruciales para comprender la transferencia de electrones (ET) frente a los mecanismos de transferencia de electrones acoplados a protones (PCET).
• Las proteínas de Rieske [2Fe-2S] son componentes clave en las cadenas biológicas de transporte de electrones.

Objetivo del estudio:

• Para determinar el grado de regulación de la carga neta por las bombas de protones durante la transferencia de electrones (ΔZ_ET).
• Para distinguir entre la transferencia de electrones (ET) y la transferencia de electrones acoplados a protones (PCET) en las proteínas de Rieske.
• Para investigar el mecanismo dependiente del pH del bombeo de protones en una subunidad de Rieske [2Fe-2S].

Principales métodos:

• Síntesis de "escaleras de carga" de proteínas de una subunidad de Rieske [2Fe-2S] de *Thermus thermophilus* (trunc*Tt*Rp).
• Se han realizado 120 mediciones electrostáticas de ΔZ_ET en un rango de valores de pH.
• Potenciales redox correlacionados con energías de protonación y valores ΔZ_ET.

Principales resultados:

• En pH 6.0, trunc*Tt*Rp exhibió un ΔZ_ET de -1.01 ± 0.14, consistente con un ET único.
• En pH 8.8, trunc*Tt*Rp mostró un ΔZ_ET de -0.01 ± 0.45, lo que indica el PCET.
• En pH 10.6, trunc*Tt*Rp mostró un ΔZ_ET de +1.37 ± 0.60, consistente con el ET acoplado a dos protones (2PCET).
• Los cambios observados en ΔZ_ET se atribuyeron a la protonación de las histidinas H154 y H134.

Conclusiones:

• El estudio proporciona mediciones electrostáticas directas (ΔZ_ET) para las proteínas de Rieske a través del pH.
• Los hallazgos apoyan un mecanismo de bombeo de protones discreto que involucra a las histidinas coordinadoras de Fe en las proteínas de Rieske.
• Transiciones demostradas dependientes del pH entre los mecanismos ET, PCET y 2PCET en trunc*Tt*Rp.