TRANSFERTS D’ÉLECTRONS DANS LES FLAVOHÉMOGLOBINES ÉTATS DE PROTONATION, POTENTIELS REDOX ET CHEMINS DE TRANSFERT D’ÉLECTRON Les simulations Numériques en Chimie à Paris-Sud 24 octobre 2012 E. el Hammi, C. Houée-Lévin, J. Řezáč, B. Lévy, I. Demachy, L. Baciou, A de la Lande Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 13872.
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TRANSFERTS D’ÉLECTRONS DANS LES FLAVOHÉMOGLOBINES ÉTATS DE PROTONATION, POTENTIELS REDOX
TRANSFERTS D’ÉLECTRONS DANS LES FLAVOHÉMOGLOBINES ÉTATS DE PROTONATION, POTENTIELS REDOX ET CHEMINS DE TRANSFERT D’ÉLECTRON. Les simulations Numériques en Chimie à Paris-Sud 24 octobre 2012. E. el Hammi , C. Houée-Lévin , J. Řezáč , B. Lévy , I. Demachy , L. Baciou , A de la Lande - PowerPoint PPT Presentation
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TRANSFERTS D’ÉLECTRONS DANS LES FLAVOHÉMOGLOBINES
ÉTATS DE PROTONATION, POTENTIELS REDOX ET CHEMINS DE TRANSFERT D’ÉLECTRON
Les simulations Numériques en Chimie à Paris-Sud
24 octobre 2012
E. el Hammi, C. Houée-Lévin, J. Řezáč, B. Lévy, I. Demachy, L. Baciou, A de la Lande Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 13872.
MODELISATION DES PROCESSUS BIOPHYSIQUES COMPLEXES Equipe EDIP, groupe TheoSim
Isabelle DemachyAurélien de la LandeBernard LévyJacqueline RidardNatacha Gillet (doct.)
ROLE BIOLOGIQUE POUR LES FLAVOHEMOGLOBINES ?
2 NO• + NADH + 2 O2 2 NO3- + NAD+ + H+
Equation bilan globale: dioxygénation du monoxyde d'azote
H
O
O
NH
NN
N
R
Flavine
O
O-
N
N N
N
O
O-
Fe I I / I I I
Hème
O
NH2H H
N
R
NADH
LES TROIS DOMAINES DE LA FLAVOHEMOGLOBINE
Domaine globine(contient l'hème)
Domaine flavine
Domaine NADH
~12 Å
Entrée protein data bank: 1CQX
U. Ermler, R. A. Siddiqui, R. Cramm, B. Friedrich, EMBO J., 1995, 14, 6067.
1) FAD + NADH FADH- + NAD+
MÉCANISME CHIMIQUE:
FADH-
FADH•
Heme-FeIII
Heme-FeII
NO3-
NO•O2
FADH•
FAD, H+
Heme-FeIII
Heme-FeII
NO3-
NO•O2
2)
3)
DONNEES CINETIQUES EXPERIMENTALES
Effet de la protéine
(structure et dynamique) ?
Bilan thermodynamique de
la réaction
Influence des molécules
d'eau à l'interface entre
domaines ?
Etats de protonation de la
flavine ?
QUE PEUT APPORTER LA MODELISATION ?AVEC QUELS OUTILS ?
Laura BaciouEmna El HammiChantal Houée-Lévin
(radiolyse pulsée/spectro UV-Vis)
1e-
6.8 ± 0.5 103 s-1
(~150 s)
E. el Hammi, C. Houée-Lévin, J. Řezáč, B. Lévy, I. Demachy, L. Baciou, A de la Lande, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 13872.
I – CARACTERISATION THERMODYNAMIQUE
II – CHEMINS DE TRANFERTS D'ELECTRONS
PLAN
I- ETUDE STRUCTURALE DES COFACTEURS
HEME: états de spin les plus stables ?
Hème-FeIII: d5 doublet; quartet, sextet
?
Hème-FeII: d6 singulet, triplet,
quintet ?
Optimisations de géometries ou dynamiques BO DFT/MM
DFT: logiciel deMon2k fonctionnelle OPTX-PBE (+ correction dispersion) base DZVP-GGA polarisation de la densité électronique frontière QM/MM: Link atom
Mécanique Moléculaire: logiciel CHARMM champ de force CHARMM27 (corrections CMAP)