Un caso abierto y cerrado: la interacción del magnesio con las enzimas MST

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Enzimología

Sus antecedentes:

• La vía del shikimato es crucial para la producción de aminoácidos aromáticos y metabolitos esenciales como los folatos, la menaquinona y los sideróforos.
• Muchas vías que se ramifican desde el corismato utilizan enzimas MST (menaquinona, sideróforo y triptófano biosintético), que son homólogas, dependientes del magnesio y realizan transformaciones químicas similares.
• Las enzimas MST catalizan la adición nucleofílica en la posición 2 del corismato, seguida por el desplazamiento del 4-hidroxilo, produciendo productos de isomerasa (isocorismato, aminodeoxicorismato) o productos de sintasa (salicilato, antranilato) a través de la actividad de la liasa.

Objetivo del estudio:

• Elucidar los mecanismos cinéticos de las enzimas isocorismato y salicilato sintasa involucradas en la biosíntesis de los sideróforos.
• Investigar el papel específico de los iones de magnesio en la actividad enzimática y la regulación de estas enzimas MST.
• Para probar la hipótesis de las actividades conservadas de la isomerasa y la liasa dentro de las enzimas MST.

Principales métodos:

• Se utilizaron enfoques cinéticos adaptados al estado de equilibrio para analizar los mecanismos enzimáticos.
• Investigó los efectos de los iones de magnesio en la actividad de la isocorismato sintasa y la salicilato sintasa.
• Determinación de la cinética enzimática y de las afinidades de unión entre el sustrato y el intermediario.

Principales resultados:

• Los iones de magnesio inhiben la isocorismato sintasa pero no la salicilato sintasa.
• Las altas concentraciones de magnesio suprimen la liberación del producto en la producción de isocorismato, estableciendo un mecanismo cinético de adición ordenada.
• El isocorismato se canaliza como un intermediario dentro del sitio activo, con la enzima activa por liasa exhibiendo una afinidad significativamente mayor por el complejo isocorismato.
• Los iones ferrosos exhiben una inhibición de la retroalimentación negativa en concentraciones nanomolares.

Conclusiones:

• La unión de iones de magnesio influye en los mecanismos cinéticos, en particular la liberación del producto, en la isocorismato sintasa.
• El efecto diferencial de los iones de magnesio en las actividades de la isomerasa y la liasa destaca funciones reguladoras distintas.
• Los hallazgos proporcionan información sobre la regulación de la biosíntesis de los sideróforos, con potencial relevancia fisiológica para la inhibición de la retroalimentación de iones ferrosos.