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Mitocondrio e redox
Natural engineering principles of electron tunnelling in biological oxidation-reduction.
Page CC, et al. · 1999
🌱 La lettura di LEO
Analisi strutturale sistematica di proteine redox a struttura atomica nota (Nature) — fisica consolidata, non uno studio clinico
La domandaLa meccanica quantistica fa qualcosa dentro una cellula viva, o e' solo un modo di dire?
Cosa hanno trovatoRassegna delle proteine a struttura atomica nota la cui funzione comporta trasferimento di elettroni. Gli elettroni viaggiano fino a 14 ANGSTROM fra un centro redox e l'altro attraverso il corpo della proteina, per effetto TUNNEL; oltre quella distanza serve sempre una catena di cofattori intermedi. La sola vicinanza dei centri redox basta a rendere il tunneling molto piu' veloce delle reazioni chimiche che deve sostenere: le proteine non hanno avuto bisogno di evolvere 'percorsi ottimizzati', basta la geometria. Gli autori concludono che la spaziatura di 14 A o meno e' un'ingegneria robusta, forse selezionata perche' meno vulnerabile alle mutazioni.
Cosa significa per teE' la risposta seria alla domanda 'la fisica quantistica c'entra qualcosa con la salute?'. Si', e non come frontiera futura: come cosa che sta succedendo adesso in ogni tuo mitocondrio. Gli elettroni della catena respiratoria non 'scorrono' come in un filo: SALTANO barriere che classicamente non potrebbero attraversare. Non e' una metafora ed e' misurato da trent'anni. Da qui in poi, pero', ogni passo va fatto con i piedi per terra: che il tunneling esista non autorizza nessuna terapia.
Abstract (in lingua originale)
We have surveyed proteins with known atomic structure whose function involves electron transfer; in these, electrons can travel up to 14 A between redox centres through the protein medium. Transfer over longer distances always involves a chain of cofactors. This redox centre proximity alone is sufficient to allow tunnelling of electrons at rates far faster than the substrate redox reactions it supports. Consequently, there has been no necessity for proteins to evolve optimized routes between redox centres. Instead, simple geometry enables rapid tunnelling to high-energy intermediate states. This greatly simplifies any analysis of redox protein mechanisms and challenges the need to postulate mechanisms of superexchange through redox centres or the maintenance of charge neutrality when investigating electron-transfer reactions. Such tunnelling also allows sequential electron transfer in catalytic sites to surmount radical transition states without involving the movement of hydride ions, as is generally assumed. The 14 A or less spacing of redox centres provides highly robust engineering for electron transfer, and may reflect selection against designs that have proved more vulnerable to mutations during the course of evolution.
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Come leggerlo: è uno studio scientifico peer-reviewed. Le evidenze aiutano a capire i trend, ma un singolo studio non è una prescrizione: parlane col tuo diabetologo prima di cambiare dieta o terapia.