Rieske プロトンポンプの電荷調節 ゼロ,ワン,ツープロトン結合電子転送
Jordan C Koone1, Mikaela Simmang2, Devin L Saenger2
1Department of Chemistry and Biochemistry, Baylor University, Waco, Texas 76706, United States.
研究者は,リスケタンパク質の電子移転 (ΔZET) 中の純電荷変化を定量化した. 彼らは,電子伝送 (ET),陽子結合電子伝送 (PCET),および2陽子結合電子伝送 (2PCET) メカニズムをサポートする異なる電荷状態を発見した.
科学分野:
- 生物化学
- バイオエネルギー
- タンパク質の電気化学
背景:
- タンパク質の電子移転 (ΔZET) 中の純電荷変化を測定することは困難である.
- ΔZET値は,電子伝送 (ET) と陽子結合電子伝送 (PCET) のメカニズムを理解するために重要である.
- Rieske [2Fe-2S] タンパク質は,生物学的電子輸送鎖の重要な構成要素である.
研究 の 目的:
- 電子移転 (ΔZET) 中の陽子ポンプによる純電荷調節の度合いを決定する.
- リスケタンパク質における電子移転 (ET) と陽子結合電子移転 (PCET) を区別する.
- Rieske [2Fe-2S]サブユニットでプロトンポンプのpH依存メカニズムを調査する.
主な方法:
- "サーマス・サーモフィルス" (trunc*Tt*Rp) のリースケ [2Fe-2S]サブユニットからのタンパク質"充電梯"の合成.
- pH値の範囲でΔZETの120の静電測定を行った.
- 陽子エネルギーとΔZET値と相関する酸化還元電位.
主要な成果:
- pH 6.0で,trunc*Tt*Rpは単一のETと一致する - 1. 01 ± 0. 14のΔZETを示した.
- pH 8. 8で,trunc*Tt*Rpは,PCETを示す - 0. 01 ± 0. 45のアイソ電気 ΔZETを示した.
- pH 10.6 で,trunc*Tt*Rp は ΔZET を +1.37 ± 0.60 と示し,これは 2 プロトン結合ET (2PCET) と一致する.
- 観測されたΔZETの変化は,ヒスティディンH154およびH134のプロトネーションに起因した.
結論:
- この研究は,pHの範囲でリースケタンパク質の直接電気静的測定 (ΔZET) を提供している.
- 発見は,Rieskeタンパク質のFe-調整ヒスティディンを含む離散型陽子ポンプメカニズムを支持する.
- トランク*Tt*RpにおけるET,PCET,および2PCETメカニズム間のpH依存の移行が実証された.
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