La estructura de la isopeptidasa del péptido de lasso identifica una topología para procesar sustratos roscados

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología estructural
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• Los péptidos de lasso son moléculas bioactivas con una estructura de nudo roscado única formada por un enlace isopéptido.
• Algunos grupos biosintéticos de péptidos de lazo contienen enzimas, isopeptidasas, que hidrolizan este enlace para producir péptidos lineales.

Objetivo del estudio:

• Determinar la estructura de una isopeptidasa peptídica y comprender su mecanismo de acción.
• Investigar cómo la isopeptidasa reconoce y procesa sustratos de péptido láser.
• Desarrollar una estrategia de minería del genoma para identificar nuevos grupos de péptidos láser.

Principales métodos:

• Se utilizó la cristalografía de rayos X para determinar la estructura de resolución de 2,4 Å de la isopeptidasa y una estructura cocristalina de resolución de 2,2 Å con un sustrato.
• Se realizó un análisis mutacional basado en la estructura para investigar las interacciones enzima- sustrato.
• Se empleó la minería del genoma en red utilizando la secuencia genética de la isopeptidasa.
• Se utilizó la expresión heteróloga para validar los grupos biosintéticos identificados.

Principales resultados:

• El péptido liso isopeptidasa posee una nueva arquitectura de didominio (β-hélice y α/β hidrolasa).
• La cocristalización reveló la deformación del sustrato y la reorganización del sitio activo, facilitando la hidrólisis del enlace isopéptido.
• El reconocimiento enzimático de los péptidos láser se basa en la complementariedad de la forma, no en la especificidad de la secuencia.
• La minería del genoma identificó 87 presuntos grupos de péptidos láser, 65 no descritos anteriormente.
• La expresión heteróloga confirmó la producción de péptidos láser a partir de dos grupos identificados.

Conclusiones:

• La estructura determinada proporciona información sobre el mecanismo catalítico de las isopeptidasas de péptido láser.
• El mecanismo de reconocimiento de forma complementaria de la enzima es crucial para su función.
• La estrategia de minería del genoma desarrollada es efectiva para descubrir nuevos grupos biosintéticos de péptidos láser y expande la diversidad conocida de estas moléculas bioactivas.