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dc.contributor.author
Arcon, Juan Pablo
dc.contributor.author
Rosi, Pablo Eduardo
dc.contributor.author
Petruk, Ariel Alcides
dc.contributor.author
Marti, Marcelo Adrian
dc.contributor.author
Estrin, Dario Ariel
dc.date.available
2022-12-27T11:44:03Z
dc.date.issued
2015-01
dc.identifier.citation
Arcon, Juan Pablo; Rosi, Pablo Eduardo; Petruk, Ariel Alcides; Marti, Marcelo Adrian; Estrin, Dario Ariel; Molecular mechanism of myoglobin autoxidation: Insights from computer simulations; American Chemical Society; Journal of Physical Chemistry A; 119; 5; 1-2015; 1802-1813
dc.identifier.issn
1520-6106
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/182447
dc.description.abstract
Myoglobin (Mb) and hemoglobin have the biological ability to carry/store oxygen (O2), a property which requires its heme iron atom to be in the ferrous -Fe(II)- state. However, the thermodynamically stable state in the presence of O2 is Fe(III) and thus the oxidation rate of a globin is a critical parameter related to its function. Mb has been extensively studied and many mutants have been characterized regarding its oxygen mediated oxidation (i.e., autoxidation) rates. Site directed mutants in residues 29 (B10), which shapes the distal cavity, and 64 (E7), the well-known histidine gate, have been shown to display a wide range of autoxidation rate constants. In this work, we have thoroughly studied the mechanism underlying the autoxidation process by means of state-of-the-art computer simulation methodologies, using Mb and site directed mutants as benchmark cases. Our results explain the observed autoxidation rate tendencies in different variants of Mb, L29F < wt < L29A = H64Q < H64F < H64A, and shed light on several aspects of the reaction at the atomic level. First, water access to the distal pocket is a key event and the observed acid catalysis relies on HisE7 protonation and opening of the His gate to allow water access, rather than protonation of the oxy heme itself. Our results also suggest that the basic mechanism, i.e., superoxide displacement by hydroxide anion, is energetically more feasible. Finally, we confirmed that distal hydrogen bonds protect the oxy complex from autoxidation.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
American Chemical Society
dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
Myoglobin
dc.subject
Autoxidation
dc.subject
QM/MM
dc.subject
Molecular Dynamics
dc.subject.classification
Físico-Química, Ciencia de los Polímeros, Electroquímica
dc.subject.classification
Ciencias Químicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.subject.classification
Biofísica
dc.subject.classification
Ciencias Biológicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.title
Molecular mechanism of myoglobin autoxidation: Insights from computer simulations
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2022-12-27T11:08:26Z
dc.identifier.eissn
1089-5639
dc.journal.volume
119
dc.journal.number
5
dc.journal.pagination
1802-1813
dc.journal.pais
Estados Unidos
dc.journal.ciudad
Washington
dc.description.fil
Fil: Arcon, Juan Pablo. 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
dc.description.fil
Fil: Rosi, Pablo Eduardo. 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
dc.description.fil
Fil: Petruk, Ariel Alcides. 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
dc.description.fil
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
dc.description.fil
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
dc.journal.title
Journal of Physical Chemistry A
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp5093948
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1021/jp5093948
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