Bases estructurales para la biosíntesis del metilfosfonato

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Microbiología ambiental
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• El metilfosfonato es un precursor metabólico crucial del metano en los entornos marinos.
• Comprender las enzimas involucradas en el metabolismo del metilfosfonato es vital para el ciclo biogeoquímico marino.

Objetivo del estudio:

• Determinar la estructura de alta resolución de la metilfosfonato sintasa (MPnS).
• Identificar los determinantes moleculares para la síntesis del metilfosfonato.
• Investigar la prevalencia del MPnS en los ecosistemas marinos.

Principales métodos:

• Se utilizó la cristalografía de rayos X para determinar la estructura de resolución de 2,35 angstroms de MPnS.
• Se emplearon análisis estructurales y mutagenesis dirigida al sitio para comprender la función de la enzima.
• Se llevó a cabo un análisis bioinformático de microbiomas marinos para identificar secuencias putativas de MPnS.

Principales resultados:

• La estructura de MPnS reveló una inusual tríada de coordinación de hierro 2-histidina-1-glutamina.
• La hidroxietilfosfonato dioxigenasa (HEPD) de *Streptomyces albus* comparte este motivo y puede convertirse en MPnS a través de la mutación.
• Se identificaron enzimas putativas de MPnS en diversos microbiomas marinos, incluido en *Pelagibacter ubique*.

Conclusiones:

• El motivo 2-histidina-1-glutamina es crítico para la síntesis de metilfosfonato.
• El MPnS está muy extendido en los ambientes marinos, apoyando el papel del metilfosfonato como fuente de metano.
• Los microbios marinos utilizan el metilfosfonato como fuente de fósforo en condiciones limitadas de fósforo.