Escherichia coli tipo I isopentenil difosfato isomerasa: funciones estructurales y catalíticas para los metales...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• La isomerasa de isopentenil difosfato (IDI) es crucial para la vía del mevalonato, ya que cataliza la interconversión del isopentenil difosfato (IPP) y el dimetilalilil difosfato (DMAPP).
• El IDI tipo I, que se encuentra en eucariotas y bacterias, utiliza un mecanismo de protonación-deprotonación y requiere dos iones metálicos divalentes para la catálisis.
• Estudios estructurales previos con análogos de estado de transición sugirieron sitios específicos de unión de iones metálicos.

Objetivo del estudio:

• Investigar las funciones de diferentes iones metálicos divalentes en la actividad del tipo I IDI.
• Para determinar la composición de iones metálicos del recombinante purificado de Escherichia coli IDI.
• Para correlacionar la unión de iones metálicos con la estructura y función de la enzima.

Principales métodos:

• Reconstitución del IDI recombinante libre de metales de Escherichia coli con varios metales divalentes (Mg2+), Mn2+), Zn2+), Co2+), Ni2+ y Cd2+).
• Análisis de actividad enzimática después de la reconstitución del metal.
• Espectrometría de masa de plasma acoplada inductivamente (ICP-MS) o espectroscopia de absorción atómica para cuantificar el contenido de metales en los preparados enzimáticos purificados.

Principales resultados:

• La reconstitución con múltiples metales divalentes generó enzimas IDI activas.
• El IDI recién purificado contenía niveles subtoiquiométricos de un solo ion metálico, probablemente en el sitio de las hexacoordenadas.
• La enzima purificada en presencia de (N,N-dimetilamino) 1-etil difosfato (NIPP) mostró un contenido significativo de Mg2+ y Zn2+, con menos Mn2+.

Conclusiones:

• Mg2+) probablemente facilita la unión de difosfato en el IDI tipo I.
• Se propone que Zn(2+) o Mn(2+) ocupen el sitio de unión del metal hexacoordinado.
• Estos hallazgos aclaran los requisitos de iones metálicos para la actividad de IDI y proporcionan información estructural sobre el mecanismo catalítico.