Fe im Bakterien-Lichtsammelsystem Reaktionszentrum

Ist das Fe im Reaktionszentrum des Lichtsammelsystems der Bakterien ein gebundenes oder ein freies Atom?

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Nachdem ich die Kommentare in der ersten Antwort gelesen habe , glaube ich, dass die Frage von OP folgende ist:

Welche Art von Bindung tritt im Fe des Reaktionszentrums des bakteriellen Lichtsammelsystems auf?

Bevor wir fortfahren, ist es erwähnenswert, dass eine ionische Bindung eine Art Bindung ist und dieses Atom nicht als frei (was auch immer das bedeutet) betrachtet werden würde, selbst wenn seine Bindungen nur ionische wären.

Um die Sache hier noch eindeutiger zu machen, die Bindungen dieses Fe sind kovalente Bindungen (also ist dieses Atom unter keiner Definition frei ...).

Laut der Protein Data Bank in Europe ist dies die hochauflösende Röntgenstruktur des photosynthetischen Reaktionszentrums von Rhodobacter sphaeroides bei pH 10, gezoomt auf den Teil, der das Fe enthält ( Link hier ):

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie können sehen, dass das Fe 5 Bindungen hat, also zusammengefasst:

[SQUARE_PYRAMIDAL] - SEIN 190L - SEIN 219M - SEIN 230L - GLU 234M - SEIN 266M

Und was sind das für Bindungen?

Gemäß demselben PDBE-Eintrag sind sie kovalent . Sehen Sie sich den Farbcode auf dieser Seite an: http://www.ebi.ac.uk/pdbe-site/pdbemotif/?tab=boundmolecule&pdb=2uxj&ligandCode3letter=FE

Hier ist ein Screenshot, falls der obige Link nicht funktioniert. Schauen Sie sich die 5 roten Bindungen an (rot steht für kovalent ... nicht sehr lesbar, ich weiß):

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Quelle: Proteindatenbank in Europa

Ich würde argumentieren, dass das Fe als (Koordinations-)Komplex gebunden ist , wie es bei den meisten Metallionen in Porteinen der Fall ist. Diese Bindung ist streng genommen keine kovalente Bindung (die eigentliche Physik ist eigentlich ziemlich kompliziert), da keines der Elektronen, die die Bindung bilden, vom Metall/Eisen-Atom selbst stammt.
Ich weiß, was eine Koordinatenbindung ist, das habe ich früher gelehrt. Eine koordinative Bindung ist jedoch eine Art kovalente Bindung (ich möchte einen Hinweis auf "diese Bindung ist nicht unbedingt eine kovalente Bindung" ). Daher scheint mir, dass die Antwort dieselbe bleibt.
Darüber hinaus sagt PDBE ausdrücklich kovalente Bindung .
Ich denke, es ist meistens eine Frage der Definition, ob man eine koordinative Bindung als Untertyp der kovalenten Bindung oder als eigenen Typ einstuft. Mein Chemieprofessor von der Universität hat sich für die letztere Version ausgesprochen, also sehe ich das so. Auch Wikipedia listet eine Koordinationsbindung nicht als eine Art kovalente Bindung auf.
Ich verstehe. Tatsächlich kommt es auf die Definition an. Dieselbe Wikipedia listet die Koordinate jedoch als koordinierte kovalente Bindung auf

Ich kenne keine Beispiele für freie Eisenatome, die aktive physiologische Funktionen in lebenden Organismen erfüllen. Eisen befindet sich wie andere Metalle im Allgemeinen in seinem ionischen Zustand. Als solche werden sie von negativen oder teilweise negativen Ladungen auf nahe gelegenen Atomen angezogen und in Position gehalten. Manchmal stammen diese von den Seitengruppen von Proteinen, aber oft befinden sich die negativen Ladungen, die die Metalle binden, auf spezialisierten Molekülen wie dem Poryphrinring in Hämoglobin, der im Zentrum ein Eisenion enthält, das von vier Stickstoffatomen wie ein Edelstein in einem Ring gehalten wird.

Das wichtigste Metallion in der Photosynthese ist Magnesium. Genau wie das Eisen im Hämoglobin ist es in einem Poryphrinring zentriert. Dies gilt auch für das Chlorophyll in Bakterien. Dem Reaktionszentrum ist aber auch ein Eisenion zugeordnet. Anscheinend ist dies mit dem Bakteriochlorophyl-Molekül P870 „verbunden“. Hier ist der Artikel: http://photobiology.info/Jones.html

Sie können sich das selbst ansehen. Hier ist ein Link zu dem fraglichen Molekül in der Protein Data Bank (Anweisungen folgen): http://www.rcsb.org/pdb/explore.do?structureId=2BOZ

Auf der linken Seite befindet sich ein Sichtfenster, in dem Sie verschiedene Darstellungen des Proteins und aller assoziierten Moleküle (Liganden) sehen können. Dies wird nicht helfen, da das Fe schwer zu erkennen sein wird. Scrollen Sie zum Ende der Seite und Sie werden Eisen (FE) als einen der Liganden sehen. Klicken Sie in dieser Zeile in der Spalte ganz rechts auf "NGL". Falls Sie sich verlaufen haben, hier ist der direkte Link: http://www.rcsb.org/pdb/ngl/ngl.do?pdbid=2BOZ&preset=ligandInteraction&sele=[FE]

Das ist das Fe mit dem großen orangefarbenen Leuchten. Beachten Sie, wie es von 4 Stickstoffatomen plus einer Carboxylgruppe gehalten wird. Klicken Sie auf einen beliebigen "Stab", der eine dieser stickstoffhaltigen Strukturen bildet. Beachten Sie, dass die Bezeichnung dafür oben links im Fenster mit „HIS“ beginnt. Dies steht für Histidin, eine Aminosäure. Tatsächlich ist jede dieser das Fe umgebenden Gruppen eine Aminosäure, die zum Chlorophyllprotein gehört.

Anders als das Fe in Hämoglobin ist dieses Fe also direkt an das Protein gebunden.

Danke für Ihre Antwort. Aber vor ein paar Tagen hat mir ein Professor in Deutschland gesagt, dass es nicht begrenzt ist? Was folgt, ist ihre Antwort, habe ich ihre Worte falsch interpretiert? =================Das Nicht-Häm-Eisen kann ausgetauscht werden, z. gegen Zink. Es ist wie eine Perle in einer Muschel. Im Gegensatz dazu wird das Eisen in der Proteinuntereinheit cytb556 von zwei Untereinheiten (alpha und beta) gebunden und von zwei Histidinen koordiniert.
Sie sagten: "Das wichtigste Metallion in der Photosynthese ist Magnesium"? Ist es so? Ion ist nicht das Hauptmetall? Was ist dann seine Funktion?
Das Fe ist also begrenzt? Hat es eine feste Ausrichtung mit dem RC und dem LH1? Ich denke, die Antwort ist ja? Meine Frage ist, was ist seine Ausrichtung?
Ich habe den von Ihnen angegebenen NGL-Link überprüft. Ich stimme zu, dass Fe "von 4 Stickstoffatomen plus einer Carboxylgruppe an Ort und Stelle gehalten wird" (zitiert, wie Sie sagten). Aber es scheint nicht zu einer anderen Struktur zu gehören? Aber Sie sagten, es ist BEGRENZT? Entschuldigung, wenn meine Frage naiv ist. Ich verstehe Chemie nicht. Chemie habe ich nach der Universität nicht studiert. Ich verstehe nur High-School-Chemie.
Ist das Magnesium im Chlorophyll also gebunden oder nicht?
@latra. Das Bild, das das Fe zeigt, ist nur ein isolierter Teil des vollständigen Moleküls, der Rest ist nicht gezeigt. Es gibt Möglichkeiten, alles anzuzeigen, erfordern jedoch die Verwendung eines Viewers und ein wenig Übung bei der Verwendung.
@latra. Ich habe nicht den gesamten Artikel gelesen, auf den ich verwiesen habe. Ich habe keine Erfahrung mit bakterieller Photosynthese, aber in Pflanzen gibt es "zusätzliche Pigmente", die auch Licht einfangen und die Energie zum Hauptchlorophyllmolekül (das Mg enthält) transportieren. Vielleicht ist das Fe enthaltende P870 ein akzessorisches Pigment in Bakterien.
Wenn das Mg im bakteriellen Chlorophyll wie das in Pflanzen ist, ist es an einen Poryphrinring innerhalb des Proteins gebunden, aus dem das Chlorophyll besteht. Aus evolutionärer Sicht vermute ich, dass das stimmt, kann es aber nicht garantieren.
Zu deinem ersten Kommentar. Vielleicht meint der Professor, dass es nicht DAUERHAFT gebunden ist. Die „Bindung“ von Ionen in Zellen ist nicht kovalent. Dieses Fe im Bild wird dort nur durch elektrische Anziehungskraft zu den negativen Gruppen, die es umgeben, gehalten, kein Teilen von Elektronen. Tatsächlich impliziert der Prof dies, indem er sagt, dass es ausgetauscht werden kann. Vielleicht ist das Semantik. Aber das Fe schwebt nicht einfach frei herum. Es wird, wenn auch vorübergehend, durch eine ionische Assoziation gehalten, wie im Bild gezeigt. Das nenne ich gebunden.
Ihr Prof bezieht sich auf ein weiteres Fe-haltiges Protein. Vielleicht ist die, auf die ich verwiesen habe, nicht die, nach der Sie fragen?
Fe im Bakterien-Lichtsammelsystem Reaktionszentrum
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