Las lanzaderas de protones y la actividad de la fosfatasa en la hidrolasa de epoxido soluble

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Enzimología Enzimología.
• Química computacional es la química computacional.

Sus antecedentes:

• La hidrolasa de epoxido soluble (sEH) exhibe una nueva actividad de fosfatasa dependiente de Mg2+ en su dominio N-terminal.
• Esta actividad amplía la comprensión del metabolismo de los ácidos grasos y ofrece nuevas oportunidades de orientación de fármacos.
• El pliegue sEH N-terminal es parte de la superfamilia de la haloácida deshalogenasa (HAD), conocida por sus funciones de fosfotransferasa.

Objetivo del estudio:

• Para investigar computacionalmente el mecanismo de actividad de la sEH fosfatasa.
• Para detallar el ciclo catalítico y su perfil de energía libre.
• Para explorar el papel de los iones metálicos y el transporte de protones en la catálisis.

Principales métodos:

• Simulaciones clásicas de dinámica molecular (DM). simulaciones.
• Cálculos mixtos de mecánica cuántica y mecánica molecular (QM/MM).
• Análisis de un mecanismo de reacción propuesto en dos pasos (formación de fosfoenzimas e hidrólisis).

Principales resultados:

• Se aclara el ciclo catalítico detallado y el perfil de energía libre.
• Se identificaron estados de transición similares al metafosfato para las transferencias de fosforilo.
• Se confirmó la desprotonación del agua facilitada por enzimas y el traslado de protones a través de un puente de agua de metal-ligando (WB).
• WB es crucial para la activación de los nucleófilos y la estabilización del grupo de salida.

Conclusiones:

• El estudio proporciona una descripción mecanicista y energética completa de la actividad de la sEH fosfatasa.
• Los hallazgos destacan la importancia de las lanzaderas de protones mediadas por WB en el ciclo catalítico.
• La conservación estructural sugiere la generalización a otras fosfatasas dependientes de metales dentro de la superfamilia HAD.