Mecanismo y estereoquímica del alargamiento de la cadena poliquetídica y la epimerización del grupo metilo en la...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Química orgánica

Sus antecedentes:

• Los antibióticos poliéteres como la nanchangmicina y la salinomicina son sintetizados por grandes complejos enzimáticos llamados policetidas sintasas (PKS).
• Dentro de estas PKS, se sabe que ciertos dominios de cetorreductaza (KR), designados KR0, son inactivos redox.
• Se ha planteado la hipótesis de que estos dominios KR0 juegan un papel en las reacciones de epimerización durante la biosíntesis de antibióticos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la especificidad del sustrato y la actividad epimerasa de los dominios de la cetorreductaza redox-inactiva (KR0) de las sintetasas de nanchangmicina y salinomicina.
• Proporcionar evidencia directa de la función epimerasa propuesta de los dominios KR0 en la generación de productos intermedios específicos.

Principales métodos:

• Desarrollo de un ensayo acoplado cetosintasa (KS) - cetorreductaza (KR) para analizar los productos de dominios específicos de PKS.
• Se utilizaron experimentos de intercambio de isótopos de equilibrio con sustratos etiquetados con deuterio.
• En ensayos enzimáticos se emplearon dominios KR0 redox inactivos recombinantes de las sintetasas de nanchangmicina y salinomicina.

Principales resultados:

• El ensayo acoplado KS-KR confirmó que el didominio Nan[KS1][AT1] genera exclusivamente el intermediario (2R) -2-metil-3-cetopentanoil-ACP.
• Los experimentos de intercambio de isótopos demostraron que los dominios KR0 (NanKR10, NanKR50, SalKR70) catalizan el lavado de deuterio de un precursor etiquetado hidroxi-acil-ACP.
• Este lavado se atribuye a la epimerización catalizada por KR0 del producto de oxidación de cetoacil-ACP formado transitoriamente.

Conclusiones:

• Los dominios KR0 redox-inactivos de las sintetasas poliéteres funcionan como epimerasas, no simplemente como componentes estructurales o inactivos.
• Estos dominios KR0 epimerizan específicamente los intermediarios (2R) -2-metil-3-cetoacil-ACP, que son los sustratos naturales.
• La actividad de la epimerasa de los dominios KR0 es independiente de la diada Tyr-Ser conservada típicamente involucrada en las epimerizaciones catalizadas por la ketorreductaza.