Autre (Périodiques scientifiques)
Hydrogen-Bonded Networks Along and Bifurcation of the E-Pathway in Quinol:Fumarate Reductase
Herzog, Elena; GU, Wei; Juhnke, Hanno D. et al.
2012In Biophysical Journal, 103 (6), p. 1305-1314
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Résumé :
[en] The E-pathway of transmembrane proton transfer has been demonstrated previously to be essential for catalysis by the diheme-containing quinol:fumarate reductase (QFR) of Wolinella succinogenes. Two constituents of this pathway, Glu-C180 and heme bp ring C (b(D)-C-) propionate, have been validated experimentally. Here, we identify further constituents of the E-pathway by analysis of molecular dynamics simulations. The redox state of heme groups has a crucial effect on the connectivity patterns of mobile internal water molecules that can transiently support proton transfer from the b(D)-C-propionate to Glu-C180. The short H-bonding paths formed in the reduced states can lead to high proton conduction rates and thus provide a plausible explanation for the required opening of the E-pathway in reduced QFR. We found evidence that the b(D)-C-propionate group is the previously postulated branching point connecting proton transfer to the E-pathway from the quinol-oxidation site via interactions with the heme bp ligand His-C44. An essential functional role of His-C44 is supported experimentally by site-directed mutagenesis resulting in its replacement with Glu. Although the H44E variant enzyme retains both heme groups, it is unable to catalyze quinol oxidation. All results obtained are relevant to the QFR enzymes from the human pathogens Campylobacter jejuni and Helicobacter pylori.
Disciplines :
Biochimie, biophysique & biologie moléculaire
Auteur, co-auteur :
Herzog, Elena 
GU, Wei  
Juhnke, Hanno D.
Haas, Alexander H.
Maentele, Werner
Simon, Joerg
Helms, Volkhard
Lancaster, C. Roy D.
 Ces auteurs ont contribué de façon équivalente à la publication.
Langue du document :
Anglais
Titre :
Hydrogen-Bonded Networks Along and Bifurcation of the E-Pathway in Quinol:Fumarate Reductase
Date de publication/diffusion :
2012
Titre du périodique :
Biophysical Journal
ISSN :
0006-3495
eISSN :
1542-0086
Maison d'édition :
Biophysical Society, Bethesda, Etats-Unis - Maryland
Volume/Tome :
103
Fascicule/Saison :
6
Pagination :
1305-1314
Peer reviewed :
Peer reviewed vérifié par ORBi
Disponible sur ORBilu :
depuis le 09 juillet 2013

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