El ensamblaje de grupos H de [FeFe]-hidrogenasa revelado paso a paso en la estructura de HydA ((DeltaEFG)

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología Estructural Biología estructural.
• Enzimología Enzimología.

Sus antecedentes:

• Las enzimas complejas con grupos de Fe-S son vitales para procesos como la fijación del carbono y el metabolismo del hidrógeno.
• El metabolismo del hidrógeno involucra [NiFe]-, [FeFe]- y [Fe]-hidrogenasas.
• El sitio activo de la [FeFe]-hidrogenasa (H-cluster) tiene un [4Fe-4S] y un subcluster de 2Fe, con el mecanismo de síntesis e inserción de este último no está claro.

Objetivo del estudio:

• Para dilucidar el mecanismo de ensamblaje de clúster H en [FeFe]-hidrogenasas.
• Determinar la base estructural para la síntesis y inserción gradual de los componentes del clúster H.

Principales métodos:

• Cristalografía de rayos X de HydA ((DeltaEFG) (que carece de genes biosintéticos del grupo H).
• Análisis filogenético de la evolución de HydA.

Principales resultados:

• La estructura de HydA ((DeltaEFG) reveló un cúmulo [4Fe-4S] y un bolsillo abierto para el subcúmulo 2Fe.
• La evidencia sugiere un ensamblaje gradual de grupos H: inserción de [4Fe-4S] por la maquinaria huésped, seguida de síntesis de subgrupos de 2Fe e inserción por HydE, HydF y HydG.
• La inserción del subgrupo de 2Fe probablemente ocurra a través de un canal catiónico transitorio.

Conclusiones:

• El ensamblaje de grupos H de [FeFe]-hidrogenasa es un proceso gradual.
• HydA probablemente evolucionó a partir de un antepasado parecido a Nar1 que carecía del subgrupo 2Fe, con posterior adquisición en eucariotas.