Estructura y mecanismo de acción de peroxirredoxinas : estudio teórico y experimental - Zeida Camacho, Ari F. (2015)
Las peroxirredoxinas (Prxs) constituyen una familia de proteínas encargadas decatalizar la reducción de peróxidos, con función antioxidante y de señalización redox,entre otras. Estas enzimas se encuentran ampliamente distribuidas entre los organismosprocariotas y eucariotas, y están usualmente presentes en altas concentraciones. Todasellas comparten el mismo primer paso en su mecanismo catalítico básico, en el cual lacisteína del sitio activo se oxida a ácido sulfénico por sustratos peróxidos tales comoperóxido de hidrógeno (H2O2), peroxinitrito, y una gran variedad de hidroperóxidosorgánicos, lo que ocurre con constantes de velocidad varios órdenes de magnitudmayores que para cisteína libre. Particularmente, la alquil hidroperóxido reductasa E (AhpE) de Mycobacterium tuberculosis es una Prx que reacciona más rápido conperoxinitrito que con H2O2 y que presenta una reactividad particularmente alta frente ahidroperóxidos derivados de ácidos grasos. El presente trabajo de tesis aporta información microscópica acerca de losmecanismos de reducción de peróxidos mediada por tioles, tanto en solución acuosacomo en el contexto de la reacción catalizada por Prxs. Para tal fin se emplearon unacombinación de técnicas de simulaciones computacionales clásicas, cuánticas e híbridascuántico-clásicas, en combinación con estudios experimentales de cinética rápida deflujo detenido y de equilibrio. En primer lugar se estudiaron las reacciones de oxidación de tioles de bajo pesomolecular por H2O2 y peroxinitrito en solución acuosa, determinando los parámetrostermodinámicos de activación y describiendo a nivel molecular el proceso reactivo. Posteriormente se investigaron los determinantes moleculares de la capacidad catalíticade Prxs, utilizando como modelo de trabajo la MtAhpE. En último lugar se analizó laespecificidad por el sustrato oxidante para el caso particular de la MtAhpE, comparandola interacción y reactividad con H2O2 y diferentes hidroperóxidos orgánicos.