La alostería dinámica puede impulsar la adaptación al frío en las enzimas

Área de la Ciencia:

• Biología evolutiva
• La bioquímica
• Cinética de las enzimas

Sus antecedentes:

• Los organismos se adaptan a nichos ambientales, como las temperaturas extremas, a través de cambios evolutivos.
• Los ortólogos de enzimas de diferentes entornos muestran mutaciones adaptativas que mantienen las tasas catalíticas.
• Las mutaciones adaptativas a menudo ocurren en sitios superficiales, distantes del sitio activo de la enzima, lo que plantea una pregunta sobre la regulación alostérica.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel de la dinámica enzimática en la regulación y adaptación alosterica.
• Para explorar cómo los cambios en la secuencia distal modulan la actividad enzimática.
• Comprender el mecanismo por el cual las enzimas ajustan su función durante la evolución.

Principales métodos:

• Las mutaciones de ajuste de entropía en los sitios distales de la adenilatocinasa de Escherichia coli.
• Evaluar cuantitativamente el impacto de estas mutaciones en la dinámica de las enzimas, la afinidad del sustrato y las tasas de rotación.
• Análisis de la separación espacial del control de los parámetros enzimáticos clave.

Principales resultados:

• Se reveló un mecanismo de ajuste alostérico basado en la dinámica.
• Fluctuaciones en la afinidad del sustrato de control del dominio LID.
• La atenuación dinámica en el dominio de unión de AMP influye en la rotación de la enzima.
• Se descubrió una separación espacial en el control de los parámetros enzimáticos.

Conclusiones:

• La adaptación enzimática se puede lograr a través de la regulación alosterica basada en la dinámica, alterando la función sin cambiar la estructura del estado fundamental.
• Este mecanismo ofrece un nuevo modelo para comprender la relación entre la dinámica de las enzimas y el volumen de negocios.
• La regulación basada en la dinámica representa una estrategia evolutiva potencialmente generalizada para ajustar la función biológica.