Las relaciones estructura-función de las metalloenzimas procesadoras de gases anaerobias

Área de la Ciencia:

• Bioquímica y Astrobiología.
• El origen de la vida Investigación Investigación del origen de la vida

Sus antecedentes:

• Se supone que las reacciones que involucran gases como el hidrógeno (H2), el nitrógeno (N2), el monóxido de carbono (CO), el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4) son fundamentales para el origen de la vida.
• Las estructuras del sitio activo de las enzimas involucradas en estas reacciones a menudo exhiben similitudes con las estructuras minerales, lo que sugiere un vínculo entre la geoquímica y la bioquímica temprana.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar los mecanismos plausibles para el metabolismo basado en gases en los microorganismos existentes.
• Investigar el papel de los sitios activos de las enzimas y las matrices de proteínas en la facilitación de las vías metabólicas tempranas.

Principales métodos:

• Integración de la cristalografía de proteínas para determinar las estructuras enzimáticas.
• Aplicación de diversas técnicas espectroscópicas para el estudio de los intermedios y la dinámica de las reacciones.
• Utilización de cálculos teóricos y química de modelos para simular mecanismos de reacción.

Principales resultados:

• Se han propuesto mecanismos plausibles para el metabolismo basado en gases.
• Se ha demostrado que los sitios activos de la enzima, centrados en los iones metálicos, son críticos para estas reacciones.
• La matriz proteica juega un papel regulador en el control de la reactividad y el transporte de sustratos y productos.

Conclusiones:

• Las reacciones metabólicas basadas en gases, facilitadas por sitios activos de enzimas similares a los minerales, fueron probablemente centrales en el origen de la vida.
• El entorno proteico regula con precisión la función de los centros metálicos, lo que permite un substrato eficiente y el tráfico de productos a través de vías internas, ligadura específica y efectos dieléctricos.