Las oxygenasas ribosómicas están estructuralmente conservadas desde los procariotas hasta los humanos

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las oxigenasas dependientes del 2-oxoglutarato (2OG) regulan la expresión génica y la función de las proteínas a través de modificaciones como la desmetilación e hidroxilación.
• Las oxigenasas ribosomales (ROX) identificadas recientemente son cruciales para la traducción, el crecimiento celular y la diferenciación, que ocurren en diversos organismos.
• Los ROXs hidroxilan proteínas ribosómicas específicas, incluida la arginina en E. coli y la histidina en humanos, lo que plantea preguntas sobre sus relaciones evolutivas y estructurales.

Objetivo del estudio:

• Investigar las relaciones estructurales y evolutivas de las oxigenasas ribosómicas (ROX) entre procariotas y eucariotas.
• Para aclarar los mecanismos catalíticos y las especificidades del sustrato de ROXs.
• Comprender la evolución de las oxigenasas 2OG-dependientes y sus diversas funciones.

Principales métodos:

• Análisis estructural comparativo de las estructuras cristalinas de las ROX de E. coli, R. marinus y humanos (MINA53, NO66).
• Ensayos bioquímicos para confirmar la actividad de la hidroxilasa y la unión al sustrato.
• Comparaciones bioinformáticas con otras hidroxilasas que contienen el dominio JmjC.

Principales resultados:

• Las ROX comparten pliegues altamente conservados y exhiben nuevos modos de dimerización, definiendo una nueva subfamilia de oxigenasas dependientes de 2OG.
• Los datos estructurales confirman que las ROX funcionan como hidroxilasas, no como desmetilasas, y revelan adaptaciones para hidroxilación de diferentes residuos de proteínas ribosómicas.
• Las comparaciones evolutivas distinguen a las ROX de otras hidroxilasas del dominio JmjC, destacando la flexibilidad en la coordinación de especies oxidantes del sustrato ligado al hierro como un motor de la diversificación funcional.

Conclusiones:

• Las oxygenasas ribosómicas (ROXs) representan una subfamilia distinta de oxygenasas 2OG-dependientes con estructuras conservadas pero variadas especificidades de sustrato.
• La evolución de las ROX demuestra cómo los cambios en la química de coordinación pueden conducir a nuevas actividades de hidroxilación, ampliando el repertorio de funciones de la oxigenasa.
• Comprender la estructura y función de ROX ofrece estrategias terapéuticas potenciales dirigidas a los ribosomas modificados.