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Cambios estructurales de los cristales acoplados a redox en la citocromo c oxidasa del corazón bovino
S Yoshikawa1, K Shinzawa-Itoh, R Nakashima
1Department of Life Science, Himeji Institute of Technology and CREST, Japan Science and Technology Corporation (JST), Kamigohri Akoh, Hyogo 678-1297, Japan.
Science (New York, N.Y.)
|June 20, 1998
Resumen
Las estructuras de la citocromo c oxidasa del corazón bovino revelan un mecanismo de bombeo de protones que involucra el movimiento del aspartato y un sistema donante de protones tirosina-imidazol para la reducción de oxígeno.
Área de la Ciencia:
- La bioquímica es la bioquímica.
- Biología Estructural Biología estructural.
- La bioenergética es la bioenergética.
Sus antecedentes:
- La citocromo c oxidasa (CcO) es una enzima crucial en la respiración celular, catalizando el paso final de la transferencia de electrones al oxígeno.
- Comprender las bases estructurales del bombeo de protones en CcO es esencial para elucidar los mecanismos de transducción de energía.
Objetivo del estudio:
- Para determinar las estructuras cristalinas de alta resolución del CcO del corazón bovino en varios estados funcionales.
- Aclarar los mecanismos estructurales subyacentes al bombeo de protones y la reducción de oxígeno.
Principales métodos:
- Se empleó cristalografía de rayos X para obtener las estructuras cristalinas del corazón bovino CcO.
- Las estructuras se determinaron a alta resolución (2.30-2.90 angstroms) en estados oxidados, reducidos, ligados al azido y ligados al monóxido de carbono.
Principales resultados:
- El análisis estructural reveló un residuo de aspartato que cambia la accesibilidad entre las fases matriz y citosólica tras la reducción del sitio metálico, identificándolo como un sitio de bombeo de protones.
- Se identificó un residuo de tirosina, acidificado por un nitrógeno de imidazol, como un potencial donante de protones para la reducción del oxígeno.
Conclusiones:
- El estudio proporciona información estructural clave sobre el mecanismo de translocación de protones de la citocromo c oxidasa.
- Los hallazgos ponen de relieve los roles de los residuos específicos de aminoácidos en las funciones catalíticas y de bombeo de protones de la enzima.