La ciclización enzimática del dioxidosqualeno a los triterpenos heterocíclicos se lleva a cabo por vía enzimática

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Ciencias de las plantas Ciencias de las plantas.
• La Metabolomía es una parte de la Metabolomía.

Sus antecedentes:

• Las ciclas de oxidosqualeno (OSC) generalmente sintetizan triterpenos a partir del 2,3-(S) -oxidosqualeno (OS).
• Un sustrato menor, (3S,22S) -2,3,22,23-dioxidosqualeno (DOS), también puede ser ciclado por OSCs.
• Comprender la ciclización DOS es clave para explorar la diversidad de la biosíntesis de los triterpenoides de las plantas.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la ciclización de DOS por las sintetasas de triterpeno de las plantas.
• Para aclarar las vías mecanicistas y los productos de la ciclización DOS.
• Explorar las implicaciones evolutivas de la vía de derivación DOS en la síntesis de la saponina.

Principales métodos:

• Expresión heteróloga de una lupeol sintasa recombinante (LUP1) en la levadura.
• Incubación de LUP1 con 3S,22S-DOS y análisis de los productos de ciclización.
• Elucidación de la estructura mediante resonancia magnética nuclear (RMN) y cromatografía de gases y espectrometría de masas (GC-MS).
• Cálculos mecánicos cuánticos para investigar los intermediarios de las reacciones.

Principales resultados:

• LUP1 catalizó la ciclización de DOS, produciendo epoxydammaranes y un epoxybaccharane.
• La reacción siguió un nuevo paradigma mecanicista para la ciclización DOS, que involucra intermediarios de iones oxonio.
• Se corrigieron errores en la literatura anterior sobre epoxydammarane e identificaron potenciales precursores de las agliconas de saponina.
• Generó importantes metabolitos de DOS en la levadura, destacando el papel de la vía de derivación de DOS.

Conclusiones:

• DOS juega un papel importante en la síntesis de triterpeno, ampliando la diversidad de los metabolitos secundarios.
• La vía de derivación DOS es crucial para la evolución de la síntesis de la saponina.
• Los organismos pueden aumentar la diversidad metabólica sin desarrollar nuevas enzimas utilizando sustratos alternativos como DOS.