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Mecanismos regulatorios y manipulación de las propiedades de transferencia electrónica en metaloproteínas de cobre
Ulises Alejandro Zitare Daniel H. Murgida
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
En esta tesis se aborda el estudio de los parámetros que regulan las reacciones de transferencia electrónica (TE) en metaloproteínas que contienen dos tipos de sitios de cobre distintos. Para ello se utilizó una variedad de métodos espectroscópicos y electroquímicos, cuyos resultados fueron analizados en el marco de la teoría de Marcus de TE. El principal modelo de estudio es un fragmento soluble de la citocromo ba3 oxidasa de Thermus thermophilus (Tt-CuA), que contiene el centro binuclear de CuA, aceptor de electrones primario de la enzima. Mediante distintas estrategias de mutagénesis tales como mutaciones puntuales de primera esfera de coordinación o ingeniería de bucles, se investigaron los factores que determinan las propiedades electrónicas del sitio nativo, y que en última instancia determinan los mecanismos regulatorios de la TE. Desde la óptica de la termodinámica estadística, se logró racionalizar las contribuciones entálpica y entrópica al potencial de reducción del sitio de CuA y se verificó la aditividad de los efectos producidos por las distintas mutaciones de primera y segunda esfera de coordinación. Diferentes estudios espectroscópicos (RR, RMN, UV-Vis, EPR) revelan que la estructura electrónica del sitio de CuA puede ser descripta mediante una superficie de energía potencial con dos pozos que corresponden a estados fundamentales alternativos. Más aún, la población relativa de estos estados puede ser modulada a través de mutaciones de primera y segunda esfera, y en una mutante específica mediante el pH del medio. Empleando voltametría cíclica de films proteicos fue posible determinar los parámetros cinéticos de TE para ambos estados fundamentales de manera independiente. En particular, la mutante puntual de ligando axial M160H constituye el primer caso conocido en que resulta posible activar selectivamente dos estados fundamentales diferentes mediante un simple cambio de pH. Por otra parte, estudios realizados sobre sitios de cobre tipo 1 (T1) reconstruidos en el esqueleto proteico de Tt-CuA mediante ingeniería de bucles muestran claras diferencias en relación a los sitios T1 nativos. Grandes cambios espectroscópicos o notables desplazamientos de los potenciales redox demuestran el rol determinante de la matriz proteica sobre las propiedades estructurales y funcionales de los sitios redox. Estos sistemas novedosos presentan además la capacidad de modificar la coordinación del sitio activo a partir del agregado de un ligando exógeno sin perder su actividad redox, permitiendo el estudio de este tipo de fenómenos en un sistema biológico.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
TRANSFERENCIA ELECTRONICA; CITOCROMO C OXIDASA; SITIO DE CUA; SITIO T1; MARCUS; BIOELECTROQUIMICA; ESPECTROSCOPIA; MONOCAPAS AUTOENSAMBLADAS; ESTADOS FUNDAMENTALES ALTERNATIVOS; SWITCH FUNCIONAL; MUTAGENESIS DIRIGIDA; MATRIZ PROTEICA; ELECTRON TRANSFER; CYTOCHROME C OXIDASE; CUA SITE; T1 SITE; BIOELECTROCHEMISTRY; SPECTROSCOPY; SELF-ASSEMBLED MONOLAYERS; ALTERNATIVE GROUND STATES; FUNCTIONAL SWITCH; DIRECTED MUTAGENESIS; PROTEIN BACKBONE
Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 2016 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
2016-12-15
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