Bases bioquímicas y estructurales para el control de la modularidad química en la biosíntesis poliquetídica de hongos

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Biosíntesis de productos naturales

Sus antecedentes:

• La colaboración modular entre las poliquetases fúngicas iterativas (IPKS) genera diversos productos naturales de poliquetas.
• La comunicación inter-PKS y la canalización del sustrato están reguladas principalmente por el dominio de la unidad de inicio de la proteína transportadora de acilo (SAT) dentro de los módulos de aceptación de IPKS.

Objetivo del estudio:

• Para reconstituir la biosíntesis modular del núcleo benzaldehído de los productos naturales chaetoviridina y chaetomugilina azaphilona.
• Aclarar el papel del dominio CazM SAT en la transferencia selectiva de sustrato desde CazF.
• Determinar la base estructural de la selectividad de las unidades de acilo por el dominio SAT de los hongos.

Principales métodos:

• Reconstitución de la biosíntesis modular utilizando los IPKS CazF y CazM.
• Ensayos bioquímicos para evaluar la transferencia y el reconocimiento del sustrato por el dominio SAT.
• Cristalografía de rayos X para determinar la estructura del dominio SAT del hongo, incluidos los intermediarios del sitio activo.

Principales resultados:

• El dominio CazM SAT transfiere selectivamente un producto triketida reducido de CazF.
• Un triketido más oxidado, también producido por CazF, no es reconocido por el dominio CazM SAT.
• La primera estructura de rayos X de un dominio SAT fúngico revela un intermediario hexanoil tioéster covalente, lo que explica la selectividad de la unidad acil.

Conclusiones:

• El dominio CazM SAT juega un papel crítico en el control del flujo de sustrato durante la biosíntesis de la azaphilona.
• Los conocimientos estructurales sobre la función del dominio SAT fúngico proporcionan una base para la ingeniería de proteínas.
• Este trabajo permite el diseño de nuevas combinaciones de IPKS para la biosíntesis de nuevos productos naturales.