Reactividad de la sulfoxida sintasa frente a la cisteína dioxigenasa en una enzima de hierro no hemo

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Enzimología
• Química bioorgánica

Sus antecedentes:

• La biosíntesis de la ergotioneína involucra la enzima sulfóxido sintasa EgtB, una enzima de hierro no hemo.
• Se debate el mecanismo de EgtB, en particular el papel del sitio activo Tyr377, y su similitud con la cisteína dioxigenasa plantea preguntas sobre la prevención de la dioxigenación del sustrato.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el mecanismo catalítico de la sulfoxida sintasa EgtB.
• Para comparar el mecanismo de EgtB con el de la cisteína dioxigenasa.
• Investigar cómo el EgtB previene la dioxigenación del tiolato durante la biosíntesis de la ergotioneína.

Principales métodos:

• Estudio computacional de la mecánica cuántica y molecular.
• Investigó las vías de reacción de EgtB y las comparó con la cisteína dioxigenasa.

Principales resultados:

• Se identificó un residuo de tirosina conservado en EgtB que reacciona con una especie de hierro ((III) supereroxo a través de la transferencia de electrones acoplados a protones, formando un intermediario de hierro ((III) hidroperoxo).
• Este intermediario previene la dioxigenación del tiolato, una posible reacción secundaria.
• El paso de formación de enlaces C-S determina la velocidad y ocurre simultáneamente con la transferencia de protones de vuelta a Tyr377.
• Las etapas posteriores implican la transferencia de átomos de hidrógeno y la sulfoxidación para obtener el producto final.

Conclusiones:

• EgtB utiliza un mecanismo de sitio activo único que involucra a Tyr377 para lograr la formación selectiva de sulfóxido.
• El mecanismo de la enzima evita la dioxigenación no deseada del sustrato cisteinado.
• El estudio aclara los pasos intrincados en la biosíntesis de la ergotioneína catalizada por EgtB.