GENERACIÓN DE SITIOS DE COBRE DE TIPO 2 MEDIANTE LA UNION REVERSIBLE DE UN LIGANDO EXÓGENO EN SITIOS DE TIPO 1 ARTIFICIALES

Resumen

Introducción

El cobre es un metal ampliamente distribuido en los seres vivos encontrándose involucrado, entre otras funciones, en transferencia electrónica (TE) proteica mediante los sitios mononucleares de tipo 1 (T1) y sitios binucleares de Cu_A, y en catálisis enzimática redox mediante sitios de cobre mononucleares de tipo 2 (T2). Estos centros metálicos se encuentran comúnmente inmersos en una matriz proteica con un plegamiento conservado denominadas cupredoxina se encuentra conformado usualmente por 8 hebras β antiparalelas organizadas en un motivo estructural conocido como β-sandwich, donde en uno de los bucles que conecta dos hebras β contiguas se encuentran la mayoría de los ligandos que coordinan el cobre conformando el sitio metálico. La coordinación se completa con un ligando proveniente de una región localizada en el interior de la matriz próxima al bucle. Esta arquitectura fue explotada para generar proteínas quiméricas, en las que la secuencia de este bucle en un fragmento soluble del dominio que contiene al sitio de Cu_A de la citocromo c oxidasa ba₃ de Thermus thermophilus fue reemplazada por secuencias análogas provenientes de distintos organismos. Estas secuencias se tomaron de proteínas que naturalmente albergan sitios T1, de modo que se logró reconstruir este tipo de sitio metálico en una matriz foránea que naturalmente albergaba un sitio binuclear de Cu_A.

Resultados

Las quimeras generadas son capaces de incorporar un ligando exógeno, imidazol, a su esfera de coordinación primaria lo cual se evidencia por un fuerte cambio en su coloración verdosa por una amarillenta, aparejado con fuertes cambios espectrales que sugieren que estos sitios serían estructuralmente similares a los sitios T2. Se observan corrimientos de la posición de las bandas principales del espectro de absorción en la región UV-visible hacia el violeta, consistente con un incremento de la fuerza del campo de ligandos. Esto se da en consonancia con una fuerte inversión de la intensidad de las dos bandas de TCLM Scis→Cu⁺² principales, que han sido ampliamente empleadas para caracterizar distorsiones estructurales en este tipo de sitios. Además, poseen actividad electroquímica y presentan fuertes corrimientos en los potenciales de reducción (E°´) hacia valores más bajos que los sitios T1 que les dan origen. Por otro lado, las constantes de afinidad (K_b) correlacionan con distintos parámetros estructurales y espectroscópicos que describen distorsiones geométricas sutiles presenten en los sitios T1 dependientes de la secuencia del bucle implantado.

Conclusiones

Estos resultados resultan atractivos para el diseño de sensores de moléculas pequeñas y/o biocatalizadores basados en metaloproteínas artificiales.