La unión del sustrato a la NO-ferro-naftaleno 1,2-dioxigenasa estudiada por espectroscopia pulsada de banda Q de alta...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Enzimología Enzimología.
• La espectroscopia es una técnica de espectroscopia.

Sus antecedentes:

• La naftalina 1,2-dioxigenasa (NDO) es una enzima clave en el metabolismo de los compuestos aromáticos.
• Su sitio activo presenta un cúmulo de Rieske Fe-S y un centro de hierro mononuclear no hemo.
• El NDO cataliza la cis-dihidroxilación de sustratos aromáticos.

Objetivo del estudio:

• Para dilucidar la geometría de unión al sustrato de NDO utilizando espectroscopia de alta resolución (2) H-ENDOR.
• Para investigar la influencia del estado redox del cúmulo de Rieske en la unión del sustrato.
• Para determinar el posicionamiento preciso de naftaleno, tolueno y benceno dentro del sitio activo de NDO.

Principales métodos:

• Se empleó la espectroscopia Mims (2) H-ENDOR de alta resolución.
• Los sustratos incluían naftaleno, tolueno y benceno perdutados.
• Se analizaron muestras de enzimas con diferentes estados redox del racimo de Rieske y un búfer D(2) O.
• Se recogieron y simularon patrones bidimensionales (2-D) de orientación selectiva ENDOR.

Principales resultados:

• Se identificó una geometría principal de unión al sustrato (A) para todos los sustratos aromáticos probados.
• Se determinaron las ubicaciones precisas de los deuterones en el naftaleno en relación con el ligando de hierro y NO.
• El benceno y el tolueno se unen de manera similar al anillo proximal del naftaleno, con el grupo metilo del tolueno orientado lejos del hierro.
• Se observó una segunda conformación de unión (B), con el sustrato aproximadamente 0,5 Å más lejos del hierro.
• Las poblaciones relativas de los sitios de unión A y B están moduladas alostéricamente por el estado redox del cúmulo de Rieske.

Conclusiones:

• El estudio proporciona información estructural detallada sobre la unión del sustrato NDO utilizando (2) H-ENDOR.
• NDO exhibe orientaciones de sustrato distintas y un sitio de unión secundaria alostéricamente regulado.
• Estos hallazgos mejoran nuestra comprensión de los mecanismos de oxidación de compuestos aromáticos catalizados por NDO.