Las transferencias de fosfilo de la superfamilia de la fosfolipasa D: un estudio teórico de la mecánica cuántica

Área de la Ciencia:

• Bioquímica y Biología Molecular.
• Química computacional es la química computacional.
• Enzimología Enzimología.

Sus antecedentes:

• Las enzimas fosfolipasa D (PLD), caracterizadas por motivos de HKD, hidrolizan la fosfatidilcolina, produciendo ácido fosfatídico y colina.
• Comprender el mecanismo catalítico y la estabilidad intermedia es crucial para elucidar la función del PLD.

Objetivo del estudio:

• Investigar teóricamente el mecanismo de reacción de la fosfolipasa D. que contiene HKD.
• Para racionalizar la persistencia de un intermediario de fosfohistidina de cinco coordenadas observado in vitro.
• Para comparar la dinámica de la reacción in vitro e in vivo y la formación del producto.

Principales métodos:

• Utilizado híbrido ONIOM QM: QM (DFT: PM6) metodología computacional.
• Modelado el sitio activo de la enzima incluyendo diecinueve residuos de aminoácidos, cuatro moléculas de agua, y el sustrato.
• Se analizaron datos termodinámicos y cinéticos para la transferencia de fosforilo, la hidrólisis y la formación de productos.

Principales resultados:

• Racionalizó la persistencia de unos minutos de duración del intermediario de cinco coordenadas de fosforano de corta duración in vitro.
• Demostró la favorabilidad termodinámica del producto de fosfohistidina de cuatro coordenadas in vitro.
• Identificó una alta energía de activación para la reorganización del sustrato in vivo, atribuida a la inmovilidad de la bicapa lipídica y la masa estérica.

Conclusiones:

• La estabilidad del intermedio fosfohistidina difiere significativamente entre las condiciones in vitro e in vivo.
• In vivo, la migración de enzimas a lo largo de la membrana se ve favorecida por la formación de productos sin salida debido a las barreras cinéticas.
• El modelado computacional proporciona información clave sobre los matices mecánicos de las enzimas de la superfamilia de la fosfolipasa D.