里斯克质子中电荷调节点零,一,两 质子合电子转移
Jordan C Koone1, Mikaela Simmang2, Devin L Saenger2
1Department of Chemistry and Biochemistry, Baylor University, Waco, Texas 76706, United States.
研究人员量化了里斯克蛋白中电子转移 (ΔZET) 的净电荷变化. 他们发现不同的电荷状态支持电子转移 (ET),质子合电子转移 (PCET) 和两质子合电子转移 (2PCET) 机制.
科学领域:
- 生物化学
- 生物能源
- 蛋白质电化学
背景情况:
- 在蛋白质中测量电子转移 (ΔZET) 的净电荷变化是具有挑战性的.
- ΔZET值对于理解电子转移 (ET) 与质子合电子转移 (PCET) 机制至关重要.
- 里斯克 [2Fe-2S] 蛋白质是生物电子运输链的关键组成部分.
研究的目的:
- 在电子转移过程中确定质子的净电荷调节程度 (ΔZET).
- 在里斯克蛋白中区分电子转移 (ET) 和质子合电子转移 (PCET).
- 在里斯克 [2Fe-2S]子单元中研究质子的pH依赖机制.
主要方法:
- 来自*Thermus thermophilus* (trunc*Tt*Rp) 的一个Rieske [2Fe-2S]子单元的蛋白质"充电梯"的合成.
- 在pH值范围内进行了120次静电测量.
- 与质子能量和 ΔZET 值相关的氧化还原电位.
主要成果:
- 在pH 6.0下,trunc*Tt*Rp的ΔZET为-1.01±0.14,与单个ET相一致.
- 在pH8.8时,trunc*Tt*Rp的同电 ΔZET为-0.01±0.45,表示PCET.
- 在pH10.6下,trunc*Tt*Rp的 ΔZET 是 +1.37 ± 0.60,与双质子合ET (2PCET) 相一致.
- 观察到的ΔZET变化归因于histidines H154和H134的质子化.
结论:
- 该研究提供了pH跨度里斯克蛋白的直接静电测量 (ΔZET).
- 这些发现支持了涉及Rieske蛋白中的Fe-协调的离散质子机制.
- 在trunc*Tt*Rp中证明了ET,PCET和2PCET机制之间的pH依赖转换.
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