हाई-पोटेंशियल आयरन-सल्फर प्रोटीनों के रिडॉक्स विभव पर आवेश और ध्रुवीयता का प्रभाव: दो समूहों के अस्तित्व के प्रमाण

हमने डायरेक्ट इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री द्वारा Ectothiorhodospira vacuolata (iso-1 और iso-2), Chromatium vinosum, Rhodocyclus gelatinosus, Rhodocyclus tenuis (strain 2761), Rhodopila globiformis, और Rhodospirillum salinarum (iso-2) से HiPIPs की जांच की है। नकारात्मक आवेशित सतह वाले ग्लासी कार्बन इलेक्ट्रोड का उपयोग करके, सकारात्मक रूप से आवेशित HiPIPs के साथ प्रत्यक्ष, अनप्रमोटेड इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री संभव है। नकारात्मक रूप से आवेशित HiPIPs के साथ, सकारात्मक रूप से आवेशित और लचीले ब्रिजिंग प्रमोटर poly(L-lysine) की आवश्यकता होती है। रिस्पॉन्स की स्थिरता को morpholin, aspartate, tryptophan, या 4,4'-dipyridyl द्वारा सुधारा जा सकता है। ये "स्टैबिलाइज़र" विकृत प्रोटीन द्वारा इलेक्ट्रोड के अवरुद्ध होने को रोकते हैं। R. salinarum iso-2 के लिए पाया गया 500 mV का रिडॉक्स विभव रिपोर्ट किया गया उच्चतम HiPIP विभव है। अनुक्रम में हिस्टिडीन की उपस्थिति स्वतः ही pH-निर्भर रिडॉक्स विभव का संकेत नहीं देती है। केवल C. vinosum और R. gelatinosus HiPIPs निम्न- और उच्च-pH रूपों के बीच 35 mV के अंतर और -20 mV/unit के अधिकतम स्लोप के साथ एक कमजोर लेकिन महत्वपूर्ण pH निर्भरता प्रदर्शित करते हैं। विभिन्न HiPIPs में तापमान और आयनिक क्षमता पर मिडपॉइंट विभव की निर्भरता भिन्न होती है। I के वर्गमूल पर विभवों की निर्भरता को Debye-Hückel सिद्धांत द्वारा पूरी तरह से नहीं समझाया जा सकता है क्योंकि रैखिकता सीमित सांद्रता से अधिक हो जाती है और केवल छोटे नकारात्मक स्लोप देखे जाते हैं (0 से -28 mV/square root of M)। अनुक्रमों, ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा, कुल आवेशों और रिडॉक्स थर्मोडायनामिक्स का संयोजन HiPIPs के दो समूहों के अस्तित्व का सुझाव देता है। एक समूह में Chromatium-जैसे HiPIPs शामिल हैं जिनका रिडॉक्स विभव 300 और 350 mV के बीच है, जो केवल क्लस्टर के साल्वेशन द्वारा संशोधित होता है। दूसरा समूह Ectothiorhodospira-जैसे HiPIPs द्वारा बनता है जिनका विभव 50 और 500 mV के बीच होता है, जो पेप्टाइड के कुल आवेश (25 mV/unit) और क्लस्टर के साल्वेशन द्वारा संशोधित होता है।