Molecular basis for the electric field modulation of cytochrome c structure and function

Autores
de Biase, Pablo Martin; Álvarez Paggi, Damián Jorge; Doctorovich, Fabio; Hildebrandt, Peter; Estrin, Dario Ariel; Murgida, Daniel Horacio; Marti, Marcelo Adrian
Año de publicación
2009
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Cytochrome c (Cyt) is a small soluble heme protein with a hexacoordinated heme and functions as an electron shuttle in the mitochondria and in early events of apoptosis when released to the cytoplasm. Using molecular dynamics simulations, we show here that biologically relevant electric fields induce an increased mobility and structural distortion of key protein segments that leads to the detachment of the sixth axial ligand Met80 from the heme iron. This electric-field-induced conformational transition is energetically and entropically driven and leads to a pentacoordinated high spin heme that is characterized by a drastically lowered reduction potential as well as by an increased peroxidase activity. The simulations provide a detailed atomistic picture of the structural effects of the electric field on the structure of Cyt, which allows a sound interpretation of recent experimental results. The observed conformational change may modulate the electron transfer reactions of Cyt in the mitochondria and, furthermore, may constitute a switch from the redox function in the respiratory chain to the peroxidase function in the early events of apoptosis.
Fil: de Biase, Pablo Martin. 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: Álvarez Paggi, Damián Jorge. 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: Doctorovich, Fabio. 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: Hildebrandt, Peter. Technishe Universitat Berlin; Alemania
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: 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: Marti, Marcelo Adrian. 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
cytochrome c
electric field
structure function relationship
molecular dynamics
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaAmerican Chemical Society2009-10-15info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/75371de Biase, Pablo Martin; Álvarez Paggi, Damián Jorge; Doctorovich, Fabio; Hildebrandt, Peter; Estrin, Dario Ariel; et al.; Molecular basis for the electric field modulation of cytochrome c structure and function; American Chemical Society; Journal of the American Chemical Society; 131; 44; 15-10-2009; 16248-162560002-7863CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja906726ninfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1021/ja906726ninfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T09:39:55Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/75371instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 09:39:56.145CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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