How sugars pucker: cálculos electrónicos de la estructura mapean el paisaje cinético de cinco monosacáridos...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Química de los carbohidratos Química de los carbohidratos
• Enzimología Enzimología.

Sus antecedentes:

• Las hidrolasas de glucósidos (GHs) rompen los enlaces glucósidos al distorsionar las geometrías de los anillos de los carbohidratos.
• Los estudios anteriores se centraron en la termodinámica de los monosacáridos, descuidando la accesibilidad cinética y los roles de los grupos exocíclicos.

Objetivo del estudio:

• Crear una biblioteca completa de conformaciones de baja energía y estados de transición para cinco azúcares clave de piranosa.
• Investigar la influencia de las conformaciones puckering y los grupos exocíclicos en los itinerarios catalíticos de GH.

Principales métodos:

• Investigación teórica de 38 geometrías puckering IUPAC y todas las conformaciones de grupos exocíclicos.
• Cálculo de mínimos locales de baja energía y estados de transición de interconversión de puckering.

Principales resultados:

• Los grupos exocíclicos tienen un impacto significativo en las vías de interconversión de los carbohidratos.
• La termodinámica por sí sola no predice universalmente los itinerarios catalíticos de la GH.
• Los puckers específicos ofrecen propiedades electrónicas favorables y bajas barreras cinéticas para algunos azúcares, mientras que otros (por ejemplo, β-N-acetilglucosamina) están influenciados por características estructurales únicas como el brazo N-acetil.

Conclusiones:

• Las perturbaciones inducidas por enzimas de las geometrías de los anillos son complejas y específicas del azúcar.
• Comprender los paisajes arrugados y los efectos de los grupos exocíclicos es vital para descifrar la catálisis de los carbohidratos en la glucobiología.