Conservación del mecanismo en tres enzimas que utilizan el corismato

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Enzimología Enzimología.
• Las vías metabólicas.

Sus antecedentes:

• El chorismato es un intermedio clave en la vía del shikimato, esencial para la síntesis de compuestos aromáticos en varios organismos.
• La antranilato sintasa (AS), la 4-amino-4-deoxicorismato sintasa (ADCS) y la isocorismato sintasa (IS) son enzimas homólogas que metabolizan el chorismato.
• Comprender el mecanismo de reacción de estas enzimas es crucial para elucidar la biosíntesis del triptófano, el p-aminobenzoato y la enterobactina.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el mecanismo de reacción de la 4-amino-4-deoxicorismato sintasa (ADCS).
• Para identificar el nucleófilo involucrado en el paso inicial de las reacciones catalizadas por ADCS.
• Proponer un mecanismo unificador para AS, ADCS y IS.

Principales métodos:

• Estudios de cinética enzimática utilizando ADCS de tipo silvestre y mutante (K274A, K274R).
• Modelado molecular basado en estructuras de rayos X de AS y ADCS.
• Análisis de productos de reacción bajo diversas condiciones (fuente de nitrógeno, presencia de etilamina).

Principales resultados:

• La evidencia sugiere que el ADCS inicia reacciones a través del ataque nucleófilo en C2 del corismato, no en C6.
• El residuo del sitio activo K274 se identifica como el nucleófilo, formando un intermediario covalente.
• Se encontró que los iones de amonio actúan como un agente de rescate, con el 2-amino-2-deoxyisochorismato que se acumula en las reacciones mutantes de K274A.

Conclusiones:

• Se propone un mecanismo unificador S_N2' que implique la adición nucleofílica al C2 del corismato para AS, ADCS e IS.
• El estudio aclara el papel de K274 en la actividad de ADCS y destaca la importancia del amonio en el rescate de la función enzimática.
• Esta investigación proporciona una visión significativa de la biosíntesis de los compuestos aromáticos esenciales.