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Dramatic Electronic Perturbations of CuA Centers via Subtle Geometric Changes.
Leguto, Alcides J; Smith, Meghan A; Morgada, Marcos N; Zitare, Ulises A; Murgida, Daniel H; Lancaster, Kyle M; Vila, Alejandro J.
Afiliación
  • Leguto AJ; Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR), Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas , Universidad Nacional de Rosario and CONICET , 2000 Rosario , Argentina.
  • Smith MA; Department of Chemistry and Chemical Biology , Cornell University , Ithaca , New York 14853 , United States.
  • Morgada MN; Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR), Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas , Universidad Nacional de Rosario and CONICET , 2000 Rosario , Argentina.
  • Zitare UA; Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE), Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales , Universidad de Buenos Aires and CONICET , 1428 Buenos Aires , Argentina.
  • Murgida DH; Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE), Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales , Universidad de Buenos Aires and CONICET , 1428 Buenos Aires , Argentina.
  • Lancaster KM; Department of Chemistry and Chemical Biology , Cornell University , Ithaca , New York 14853 , United States.
  • Vila AJ; Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR), Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas , Universidad Nacional de Rosario and CONICET , 2000 Rosario , Argentina.
J Am Chem Soc ; 141(3): 1373-1381, 2019 01 23.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-30582893
ABSTRACT
CuA is a binuclear copper site acting as electron entry port in terminal heme-copper oxidases. In the oxidized form, CuA is a mixed valence pair whose electronic structure can be described using a potential energy surface with two minima, σu* and πu, that are variably populated at room temperature. We report that mutations in the first and second coordination spheres of the binuclear metallocofactor can be combined in an additive manner to tune the energy gap and, thus, the relative populations of the two lowest-lying states. A series of designed mutants span σu*/πu energy gaps ranging from 900 to 13 cm-1. The smallest gap corresponds to a variant with an effectively degenerate ground state. All engineered sites preserve the mixed-valence character of this metal center and the electron transfer functionality. An increase of the Cu-Cu distance less than 0.06 Å modifies the σu*/πu energy gap by almost 2 orders of magnitude, with longer distances eliciting a larger population of the πu state. This scenario offers a stark contrast to synthetic systems, as model compounds require a lengthening of 0.5 Å in the Cu-Cu distance to stabilize the πu state. These findings show that the tight control of the protein environment allows drastic perturbations in the electronic structure of CuA sites with minor geometric changes.
Asunto(s)

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Proteínas Bacterianas / Complejo IV de Transporte de Electrones / Cobre / Grupo Citocromo b / Complejos de Coordinación Tipo de estudio: Prognostic_studies Idioma: En Revista: J Am Chem Soc Año: 2019 Tipo del documento: Article País de afiliación: Argentina

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Proteínas Bacterianas / Complejo IV de Transporte de Electrones / Cobre / Grupo Citocromo b / Complejos de Coordinación Tipo de estudio: Prognostic_studies Idioma: En Revista: J Am Chem Soc Año: 2019 Tipo del documento: Article País de afiliación: Argentina