Electric field modulated redox-driven protonation and hydration energetics in energy converting enzymes†
Electric field modulated redox-driven protonation and hydration energetics in energy converting enzymes†
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能量转换酶中电场调制的氧化还原驱动的质子化和水合能量学 –
DOI：
10.1039/c9cc01135h
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Ville R. I. Kaila
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Patricia Saura;D. Frey;A. P. Gamiz;Ville R. I. Kaila
生物能量转换是由质子耦合电子转移（PCET）反应催化的，该反应形成了呼吸和光合酶的化学基础。尽管在结构、生物物理和计算实验方面取得了最新进展，但这些反应的机械原理仍然难以捉摸。基于在氧化还原酶中观察到的共同功能特征，我们在这里研究水介导的长程PCET反应的通用机理模型。我们展示了如何在掩埋的蛋白质环境中的氧化还原反应产生一个电场，诱导质子受体和供体基团之间的水合变化，反过来，降低反应势垒，增加水介导的PCET过程的热力学驱动力。我们预测线性自由能关系，并讨论了PCET在细胞色素c氧化酶的背景下提出的机制。
Biological energy conversion is catalysed by proton-coupled electron transfer (PCET) reactions that form the chemical basis of respiratory and photosynthetic enzymes. Despite recent advances in structural, biophysical, and computational experiments, the mechanistic principles of these reactions still remain elusive. Based on common functional features observed in redox enzymes, we study here generic mechanistic models for water-mediated long-range PCET reactions. We show how a redox reaction within a buried protein environment creates an electric field that induces hydration changes between the proton acceptor and donor groups, and in turn, lowers the reaction barrier and increases the thermodynamic driving forces for the water-mediated PCET process. We predict linear free energy relationships, and discuss the proposed mechanism in context of PCET in cytochrome c oxidase.
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影响因子：
16.6
作者：
Fried SD;Boxer SG
通讯作者：
Boxer SG
DOI：
10.1016/j.bbabio.2018.06.001
发表时间：
2018-09
期刊：
Biochimica et biophysica acta. Bioenergetics
影响因子：
--
作者：
Di Luca A;Mühlbauer ME;Saura P;Kaila VRI
通讯作者：
Kaila VRI
DOI：
10.1098/rsif.2017.0916
发表时间：
2018-04
期刊：
Journal of the Royal Society, Interface
影响因子：
--
作者：
Kaila VRI
通讯作者：
Kaila VRI
影响因子：
62.1
作者：
Warren, Jeffrey J.;Tronic, Tristan A.;Mayer, James M.
通讯作者：
Mayer, James M.
氧化还原诱导的呼吸复合物 I 中质子泵的激活
DOI：
10.1073/pnas.1503761112
发表时间：
2015
期刊：
Proceedings of the National Academy of Sciences
影响因子：
--
作者：
Sharma V;Belevich G;Gamiz-Hernandez AP;Vattulainen I;Wikström M;Hummer G;Kaila VRI
通讯作者：
Kaila VRI