movimiento de atracción y formación del complejo

45
Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

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Page 1: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Movimiento de Atraccióny

Formación del Complejo

Page 2: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Long-range interactions (global charges)

-+

+++ ---

Short-range interactions (local charges)

Page 3: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Reorientation

Collision

Sliding along themembrane surface

Free diffusion

Interaction between Plastocyanin and PSI

Sliding along themembrane surface

Collision

Reorientation

Free diffusion

Page 4: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Electrostatic Protein-Protein Interactions

Long-range (global charges)Monopole-monopole interactions

Short-range (local charges)Dipole-dipole interactionsMonopole-dipole interactions

Page 5: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Dipole-Dipole Interaction of Plastocyanin with PSI

--

+ -

--+ -

--+

-

--

+ -

--

+

-

Page 6: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Heme P62H87

Y83

Cytochrome c6 Plastocyanin

Frazão et al. (1995) Structure 3, 1159-1169

Page 7: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Cytochrome c6 Plastocyanin

R67

Frazão et al. (1995) Structure 3, 1159-1169

Page 8: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Cytochrome c6 Plastocyanin

P62Heme H87

Frazão et al. (1995) Structure 3, 1159-1169

Page 9: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Cytochrome f

Plastocyanin

Frazão et al. (1995) Structure 3, 1159-1169

Page 10: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Mutagénesis Dirigida

Análisis Funcional de las Interacciones entre Proteínas

Page 11: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Lys33(35)His87(92)

Leu12(14)

Arg88(93)

Tyr83(88)

Lys58(62)

His57(61)

Asp49(54)AnabaenaPlastocyanin

Molina-Heredia et al. (2001) J. Biol. Chem. 276, 601-605

Page 12: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

WTK33E K58A D49K

+-

Reactivity towards photosystem I

Surface electrostatic potential

Anabaena Plastocyanin

Page 13: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Con

stan

te d

e ve

loci

dad

Fuerza iónica

Efecto de la fuerza iónica sobre las interacciones entre proteínas

Page 14: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Val25

Arg64Lys66

Asp72

Lys62Lys29

hydrophobicpatch

Cytochrome c6 from AnabaenaTarget residues for site-directed mutagenesis

chargedarea

Molina-Heredia et al. (1999) J. Biol. Chem. 274, 33565-70

Page 15: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Anabaena Cytochrome c6

WT V25E K62E

R64E K66E D72K

Molina-Heredia et al. (1999) J. Biol. Chem. 274, 33565-70

Page 16: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Anabaena Plastocyanin

Molina-Heredia et al. (2001) J. Biol. Chem. 276, 601-605

Page 17: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Anabaena

Molina-Heredia et al. (2001) J. Biol. Chem. 276, 601-605

Page 18: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Cytochrome c6Plastocyanin

Anabaena

Molina-Heredia et al. (2001) J. Biol. Chem. 276, 601-605

Page 19: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

De la Rosa et al. (2002) Bioelectrochemistry 55, 41-45

Page 20: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Orientación de los Centros Redoxy

Disociación del Complejo

Page 21: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Plastocyanin-PSI Complex

E. Myshkin et al. (2002) Biophys J. 82, 3305

Page 22: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Cyt c6Pc

PS I

b6f

PSI-driven Electron Transfer

Fd

light

Page 23: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Green algaC. reinhardtii

CyanobacteriumPhormidium laminosum

Cytochrome f

Higher plantBrassica rapa

Page 24: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Electrostatic complex between cytochrome f and plastocyanin

Ubbink et al. (1998) Structure 6, 323-335

Page 25: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Electrostatic complex between cytochrome f and plastocyanin

Ubbink et al. (1998) Structure 6, 323-335

Page 26: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Ubbink et al. (1998) Structure 6, 323-335

Electron transfer pathway from cytochrome f to plastocyanin

Page 27: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Crowley et al. (2002) submitted

Chemical shift map of Ana-cytc6 in the presence of cytf

Residues are coloured according to increasing Bind from blue to red

Prolines and the haem group are in grey and green, respectively

Page 28: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Complejo INADH-quinonaóxido-reductasa Complejo II

Succinato-quinonaóxido-reductasa

Complejo IIIQuinol-citocromo cóxido-reductasa

Complejo IVCitocromo c-O2

óxido-reductasa

citocromo c

Cadena respiratoria mitocondrial

Page 29: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Complejo III (o citocromo bc1)Quinol-citocromo c óxido-reductasa

Page 30: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Cyt c

Cyt c1

Cyt c

Cyt c1

Interacción entre el complejo bc1 (inmerso en la membrana) y el citocromo c (soluble)

Page 31: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Interacción entre los citocromos f y c

Cyt c1

Cyt c

Cyt c1

Cyt c

Page 32: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Hemo c

Cyt c1

Hemo c1Cyt c

Zona de contacto entre los hemos f y c

Page 33: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo
Page 34: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Main conformational changes between the oxidized (red) and reduced (blue) forms of Monoraphidium cytochrome c6

De la Rosa et al. (2002) Bioelectrochemistry 55, 41-45

Page 35: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Centro de Investigaciones

Científicas

Isla de la Cartuja

Sevilla

Universidad de Sevilla

http://transientprot.ibvf.csic.es

Workshop on Weak Protein-Protein Interactions

Seville, SpainJuly 9-13, 2003

Page 36: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo
Page 37: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Target residues for mutagenesisTarget residues for mutagenesisof cytochrome of cytochrome cc66

AnabaenaSynechocystisMonoraphidium

AnabaenaSynechocystisMonoraphidium

AnabaenaSynechocystisMonoraphidium

1

1

1

31

31

32

59

59

62

303031

585861

868589

D L A LG K A V F D GN C A AC H AGGGN N V I P D H T

L K K AD L E K Y - - GMY S A E A I I AQ V T N G KN - AML KMAD L E AN - - G KN S V A A I V AQ I T N G - N G AML Q K A A I E Q F L D G KN S V A A I V AQ I T N G - N G AM

P A F G L KK P E Q I E V A A Y V L G K AD A

- AD S V N G A K I F S AN C AS C H AGG KN L Q AQ T- AD L AH G K A I F AGN C A AC H N GG L N A I N P S K TE A

DWKP G KG I S DDS DD ME D V A A Y V L D Q A E KGWP G F KG R I S D S D ME D V A A Y V L D Q A - AGN KW

FFRRRR

KKVV

KK DD

Molina-Heredia et al. (1999) J. Biol. Chem. 274, 33565 De la Cerda et al. (1999) J. Biol. Chem. 274, 13292

Page 38: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

0 100 200Cytochrome c6 (M)

kob

s x 1

0-4 (

s-1)

0

2

4

6

Anabaena

Molina-Heredia et al. (1999) JBC 274, 33565

WT

D72K

V25AV25EK29HK62ER64EK66E

Page 39: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

WT

0 100 200 300

0

2

4

8

6

Cytochrome c6 (mM)

kob

s x 1

0-4 (

s-1)

Anabaena

Molina-Heredia et al. (1999) JBC 274, 33565

V25A

D72K

Page 40: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Synechocystis Plastocyanin

De la Cerda et al. (1997) Biochemistry 36, 10125

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Square root of ionic strength (M1/2)

0.5

1.0

1.5

2.0

0k o

bs x

10-

3 (s

-1)

WT

D47R

D47A

Page 41: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Synechocystis Plastocyanin

De la Cerda et al. (1997) Biochemistry 36, 10125

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Square root of ionic strength (M1/2)

0.5

1.0

1.5

2.0

0k o

bs x

10-

3 (s

-1)

D44A

D44K

WT

Page 42: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Synechocystis Plastocyanin

De la Cerda et al. (1997) Biochemistry 36, 10125

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Square root of ionic strength (M1/2)

0.5

1.0

1.5

2.0

0k o

bs x

10-

3 (s

-1)

WT

D44R/D47R

D44A/D47A

Page 43: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

ReducedOxidised

Cytochrome c6 from Monoraphidium

Page 44: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

ReducedOxidised

Cytochrome c6 from Monoraphidium

Page 45: Movimiento de Atracción y Formación del Complejo

Bioreactor forgrowing cells