Estudio bioquímico y estructural del ensamblado del centro CuA de Arabidopsis thaliana

El cobre es un metal de transición clave para la vida, dado que permite a las proteínas catalizar una variedad de reacciones esenciales. El centro de cobre “CuA” de la Citocromo c Oxidasa (COX) es esencial para la respiración aeróbica de los organismos dependientes de COX. Una serie de genes que codifican para factores de ensamblado de dicho centro, son esenciales para la actividad de COX. Entre ellos, las proteínas de la familia Sco se encuentran altamente conservadas, y se ha demostrado que cumplen funciones variables entre organismos. Las plantas expresan dos proteínas de la familia Sco, Hcc1 y Hcc2, siendo Hcc1 esencial para la viabilidad de la planta. En el presente tesis se diseñó una proteína quimérica que funciona como modelo soluble de la subunidad CoxII de Arabidopsis thaliana, que contiene al centro CuA. Se analizaron sus características estructurales mediante varias espectroscopías, y se resolvió su estructura cristalográfica. Se identificaron y analizaron perturbaciones en la estructura electrónica del centro de cobre, causadas por mutaciones en la segunda esfera de coordinación. Se identificó la presencia de densidad electrónica sobre un ligando clave del centro CuA, la metionina axial. Esta información valida la participación de dicho residuo en la vía de trasferencia electrónica de la COX. Además, se expresó el dominio soluble del proteína Hcc1 de A. thaliana. Se confirmó que es capaz de unir cobre con elevada afinidad, se analizó la estructura del sitio de cobre en sus dos estados de oxidación posibles y se resolvió su estructura cristalográfica. Además, analizó su función in-vitro, demostrando que esta proteína es una metalochaperona, capaz de insertar iones de cobre específicamente para ensamblar el centro CuA.