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Accès ouvert déclaré 2020 article

Coupled transport of electrons and protons in a bacterial cytochrome c oxidase—DFT calculated properties compared to structures and spectroscopies

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

After a general introduction to the features and mechanisms of cytochrome c oxidases (CcOs) in mitochondria and aerobic bacteria, we present DFT calculated physical and spectroscopic properties for the catalytic reaction cycle compared with experimental observations in bacterial ba3 type CcO, also with comparisons/contrasts to aa3 type CcOs. The Dinuclear Complex (DNC) is the active catalytic reaction center, containing a heme a3 Fe center and a near lying Cu center (called CuB) where by successive reduction and protonation, molecular O2 is transformed to two H2O molecules, and protons are pumped from an inner region across the membrane to an outer region by transit through the CcO integral membrane protein. Structures, energies and vibrational frequencies for Fe-O and O-O modes are calculated by DFT over the catalytic cycle. The calculated DFT frequencies in the DNC of CcO are compared with measured frequencies from Resonance Raman spectroscopy to clarify the composition, geometry, and electronic structures of different intermediates through the reaction cycle, and to trace reaction pathways. X-ray structures of the resting oxidized state are analyzed with reference to the known experimental reaction chemistry and using DFT calculated structures in fitting observed electron density maps. Our calculations lead to a new proposed reaction pathway for coupling the PR → F → OH (ferryl-oxo → ferric-hydroxo) pathway to proton pumping by a water shift mechanism. Through this arc of the catalytic cycle, major shifts in pKa's of the special tyrosine and a histidine near the upper water pool activate proton transfer. Additional mechanisms for proton pumping are explored, and the role of the CuB+ (cuprous state) in controlling access to the dinuclear reaction site is proposed.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Coupled transport of electrons and protons in a bacterial cytochrome <i>c</i> oxidase—DFT calculated properties compared to structures and spectroscopies
Date Crossref
01/01/2020
Éditeur
Royal Society of Chemistry (RSC)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Scripps Research Institute Department of Integrative Structural and Computational Biology pays non établi dans la notice
    Organisation à but non lucratif
  • San Diego Supercomputer Center pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • University of California San Diego San Diego Supercomputer Center pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Department of Integrative Structural and Computational Biology pays non établi dans la notice
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  • La Jolla pays non établi dans la notice
    Institution
  • USA pays non établi dans la notice
    Institution

Department of Integrative Structural and Computational Biology — Scripps Research Institute, San Diego Supercomputer Center et San Diego Supercomputer Center — University of California San Diego, avec 3 autres affiliations.

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