Hiperstabilidad y promiscuidad del sustrato en resurrecciones de laboratorio de las β-lactamasas precámbricas

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología evolutiva Biología evolutiva.
• Biología Molecular Biología Molecular

Sus antecedentes:

• Las β-lactamasas de clase A son enzimas cruciales involucradas en la resistencia a los antibióticos.
• Comprender la historia evolutiva de las proteínas puede revelar información sobre la vida temprana y la adaptación funcional.

Objetivo del estudio:

• Reconstruir y caracterizar las antiguas proteínas β-lactamasa de la era precámbrica.
• Investigar las propiedades funcionales y estructurales de la evolución temprana de las proteínas.
• Para explorar el potencial biotecnológico de las proteínas antiguas resucitadas.

Principales métodos:

• Análisis de reconstrucción de secuencia de genes de la β-lactamasa del Precámbrico.
• Expresión de proteínas y caracterización experimental, incluyendo ensayos de desnaturalización térmica y de actividad enzimática.
• Cristalografía de rayos X para analizar la estructura del sitio activo.

Principales resultados:

• Las β-lactamasas precámbricas resucitadas se pliegan correctamente y exhiben una alta estabilidad térmica (aumento de ~35 °C).
• Estas enzimas antiguas muestran una amplia promiscuidad de sustratos, degradando varios antibióticos con una eficiencia comparable a las enzimas modernas.
• A pesar de las similitudes estructurales, la dinámica de las proteínas puede explicar la promiscuidad aumentada, lo que sugiere un papel en la evolución.

Conclusiones:

• La vida precámbrica puede haber sido termofílica, con proteínas que evolucionan de generalistas a especialistas.
• Las proteínas precámbricas resucitadas poseen una alta estabilidad y promiscuidad, valiosas para aplicaciones biotecnológicas e ingeniería de proteínas.
• La resurrección de proteínas antiguas en el laboratorio proporciona una poderosa herramienta para estudiar la evolución y la función de las proteínas.