El reciclaje de la nicotinamida. La estructura del estado de transición de la nicotinamida humana...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• La nicotinamida fosforibosiltransferasa humana (NAMPT) es crucial para reponer los niveles de NAD +, impactando los procesos celulares regulados por las sirtuinas y las PARP.
• Comprender el estado de transición enzimática (TS) es clave para dilucidar el mecanismo y la función catalítica de NAMPT.

Objetivo del estudio:

• Determinar la estructura de estado de transición (TS) para la reacción de pirofosforolisis catalizada por el NAMPT humano.
• Para dilucidar el mecanismo de reacción utilizando una combinación de efectos de isótopos cinéticos experimentales y análisis computacional cuántico.

Principales métodos:

• Medición de los efectos del isótopo cinético (KIEs) utilizando el mononucleótido de nicotinamida (NMN) y el pirofosfato (PPi) etiquetados isotópicamente.
• Cálculos químicos cuánticos que incorporan residuos del sitio catalítico, iones metálicos y moléculas de agua para modelar el TS.
• Análisis de las coordenadas de reacción y distancias/ángulos de enlace en el TS.

Principales resultados:

• Se determinaron las KIE experimentales para [1'-(14) C], [1-(15) N], [1'-(3) H] y [2'-(3) H].
• Los cálculos de la mecánica cuántica predijeron con precisión los KIEs experimentales, apoyando un modelo TS propuesto.
• El TS exhibe un carácter de riboacción significativo con un nucleófilo de pirofosfato de interacción débil y un enlace N-ribosídico alargado.

Conclusiones:

• El estudio define las coordenadas de reacción para la pirofosforolisis de NMN catalizada por NAMPT.
• La estructura de estado de transición es consistente con un mecanismo A(N) D(N), que involucra la migración C1'-anomérica.
• El sitio activo de la enzima estabiliza el TS mediante la colocación de sustratos para facilitar la reacción.