Novel insights into the mechanism of electron transfer in mitochondrial cytochrome c and its regulation by post-translational modifications

Abstract

Las células que componen nuestro cuerpo obtienen la mayor parte de la energía que necesitan para vivir, de los alimentos que ingerimos y del aire que respiramos, gracias a unos orgánulos especializados, denominados mitocondrias. Las mitocondrias se consideran coloquialmente las centrales eléctricas de las células, donde los electrones de los alimentos ricos en energía se transfieren al oxígeno molecular, que sirve de sumidero. La energía liberada en este proceso se almacena en forma de adenosina 5'-trifosfato (ATP) para su posterior utilización en el metabolismo celular. Por ello, el correcto funcionamiento mitocondrial es esencial para el mantenimiento de la salud, siendo de hecho la causa de múltiples trastornos conocidos como enfermedades mitocondriales. La transferencia mitocondrial de electrones desde cofactores altamente reducidos al oxígeno molecular tiene lugar de forma secuencial y ordenada, gracias a una cadena de moléculas especializadas, conocida como cadena de transporte de electrones, que sirven como transportadores y permiten la producción de ATP con alta eficiencia en un proceso denominado fosforilación oxidativa. El objetivo de esta tesis es comprender los mecanismos íntimos del acoplamiento de la transferencia de electrones y la energía en las mitocondrias combinando enfoques bioquímicos, computacionales y biofísicos. En concreto, se han explorado los detalles estructurales y biofísicos de la transferencia electrónica en el complejo transitorio mitocondrial formado por las proteínas citocromo c1 y citocromo c, y cómo las modificaciones post-traducción afectan a la función mitocondrial del citocromo c. Además, la investigación ha puesto de relieve la utilidad de las simulaciones de dinámica molecular como herramienta de decisión para diseñar variantes miméticas de modificaciones post-traducción.