Autocatalytic Mechanism in the Anaerobic Reduction of Metmyoglobin by Sulfide Species

Autores
Palermo, Juan Cruz; Carllinni Colombo, Melisa; Semelak, Jonathan Alexis; Scocozza, Magali Franca; Boubeta, Fernando Martín; Murgida, Daniel Horacio; Estrin, Dario Ariel; Bari, Sara Elizabeth
Año de publicación
2023
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
The mechanism of the metal centered reduction of metmyoglobin (MbFeIII) by sulfide species (H2S/HS−) under an argon atmosphere has been studied by a combination of spectroscopic, kinetic, and computational methods. Asymmetric Sshaped time-traces for the formation of MbFeII at varying ratios of excess sulfide were observed at pH 5.3 < pH < 8.0 and 25 °C, suggesting an autocatalytic reaction mechanism. An increased rate at more alkaline pHs points to HS− as relevant reactive species for the reduction. The formation of the sulfanyl radical (HS• ) in the slow initial phase was assessed using the spin-trap phenyl N-tert-butyl nitrone. This radical initiates the formation of S−S reactive species as disulfanuidyl/ disulfanudi-idyl radical anions and disulfide (HSSH•−/HSS•2− and HSS−, respectively). The autocatalysis has been ascribed to HSS−, formed after HSSH•−/HSS•2− disproportionation, which behaves as a fast reductant toward the intermediate complex MbFeIII(HS−). We propose a reaction mechanism for the sulfide-mediated reduction of metmyoglobin where only ferric heme iron initiates the oxidation of sulfide species. Beside the chemical interest, this insight into the MbFeIII/ sulfide reaction under an argon atmosphere is relevant for the interpretation of biochemical aspects of ectopic myoglobins found on hypoxic tissues toward reactive sulfur species.
Fil: Palermo, Juan Cruz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Carllinni Colombo, Melisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Semelak, Jonathan Alexis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Scocozza, Magali Franca. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Boubeta, Fernando Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Murgida, Daniel Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Estrin, Dario Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Bari, Sara Elizabeth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Materia
hemeprotein
myoglobin
hydrogen sulfide
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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The formation of the sulfanyl radical (HS• ) in the slow initial phase was assessed using the spin-trap phenyl N-tert-butyl nitrone. This radical initiates the formation of S−S reactive species as disulfanuidyl/ disulfanudi-idyl radical anions and disulfide (HSSH•−/HSS•2− and HSS−, respectively). The autocatalysis has been ascribed to HSS−, formed after HSSH•−/HSS•2− disproportionation, which behaves as a fast reductant toward the intermediate complex MbFeIII(HS−). We propose a reaction mechanism for the sulfide-mediated reduction of metmyoglobin where only ferric heme iron initiates the oxidation of sulfide species. Beside the chemical interest, this insight into the MbFeIII/ sulfide reaction under an argon atmosphere is relevant for the interpretation of biochemical aspects of ectopic myoglobins found on hypoxic tissues toward reactive sulfur species.Fil: Palermo, Juan Cruz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Carllinni Colombo, Melisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Semelak, Jonathan Alexis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. 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Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Estrin, Dario Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Bari, Sara Elizabeth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. 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