Ingeniería molecular de la actividad de la hidrólisis de organofosfatos a partir de una plantilla de lactonasa...

Área de la Ciencia:

• Enzimología Enzimología.
• Ingeniería de proteínas Ingeniería de proteínas.
• La biocatálisis por biocatálisis.

Sus antecedentes:

• La evolución de las enzimas ofrece información sobre la adaptabilidad de las proteínas y las relaciones estructura-función.
• La fosfotriesterasa (PTE) de Pseudomonas diminuta es un organofosfato hidrolasa altamente eficiente.
• Se supone que la PTE ha evolucionado de las lactonasas similares a la fosfotriesterasa (PLL) con actividad promiscua.

Objetivo del estudio:

• Diseñar una hidrolasa organofosforada (OPH) de alta eficiencia a partir de un andamio promiscuo de lactonasa (PLL) similar a la fosfotriesterasa.
• Investigar la relación evolutiva entre las PLL y las PTE.
• Para dilucidar la base molecular para una mayor actividad catalítica.

Principales métodos:

• Mutagénesis racional y aleatoria de un andamio de PLL (Dr0930).
• Cribado de actividad in vitro para la hidrólisis de organofosforados.
• Análisis estructurales y computacionales de variantes de ingeniería.

Principales resultados:

• Diseñado un OPH con hasta 5 órdenes de magnitud de actividad mejorada contra siete sustratos organofosforados.
• Se han logrado eficiencias catalíticas de hasta 10^6 M^-1 s^-1.
• Se identificaron distintos mecanismos de unión al sustrato y catalizadores entre el OPH de ingeniería y el PTE nativo.

Conclusiones:

• Demostró la ingeniería exitosa de un OPH altamente eficiente a partir de un PLL débilmente promiscuo.
• Proporcionó información molecular sobre la evolución de la eficiencia catalítica y la especificidad del sustrato.
• Se destacaron diferencias significativas en la catálisis de OPH entre PLLs de ingeniería y PTE natural.