The extraordinary catalytic ability of peroxiredoxins: a combined experimental and QM/MM study on the fast thiol oxidation step

Autores
Zeida Camacho, Ari Fernando; Reyes, Aníbal M.; González Lebrero, Mariano Camilo; Radi Isola, Rafael; Trujillo, Madia; Estrin, Dario Ariel
Año de publicación
2014
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Peroxiredoxins (Prxs) catalyze the reduction of peroxides, a process of key relevance in a variety of cellular processes. The first step in the catalytic cycle of all Prxs is the oxidation of a cysteine residue to sulfenic acid, which occurs 103–107 times faster than in free cysteine. We present an experimental kinetics and hybrid QM/MM investigation to explore the reaction of Prxs with H2O2 using alkyl hydroperoxide reductase E from Mycobacterium tuberculosis as a Prx model. We report for the first time the thermodynamic activation parameters of H2O2 reduction using Prx, which show that protein significantly lowers the activation enthalpy, with an unfavourable entropic effect, compared to the uncatalyzed reaction. The QM/MM simulations show that the remarkable catalytic effects responsible for the fast H2O2 reduction in Prxs are mainly due to an active-site arrangement, which establishes a complex hydrogen bond network activating both reactive species.
Fil: Zeida Camacho, Ari Fernando. 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. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
Fil: Reyes, Aníbal M.. Universidad de la República; Uruguay
Fil: González Lebrero, Mariano Camilo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Radi Isola, Rafael. Universidad de la República; Uruguay
Fil: Trujillo, Madia. Universidad de la República; Uruguay
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
Materia
Peroxiredoxinas
Cisteína
QM/MM
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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