Rescate fotoquímico de una reductasa de ribonucleótidos conformacionalmente inactivada

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Enzimología
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• La ribonucleotida reductasa (RNR) de clase Ia en Escherichia coli utiliza un radical tirosílico estable (Y122•) en la subunidad β2 para la reducción de nucleótidos.
• La transferencia radical (RT) de Y122• a un residuo de cisteína (C439) en la subunidad α2 es crucial para la actividad RNR, que implica una vía de aminoácidos redox-activos.
• Las mutaciones en la interfaz α2β2, como E350X en β2, interrumpen la actividad RT y RNR, pero se desconoce el mecanismo preciso de la función reguladora de E350.

Objetivo del estudio:

• Aclarar el mecanismo por el cual el glutamato-350 (E350) en la subunidad β2 de E. coli Clase Ia controla la transferencia de radicales (RT).
• Investigar el papel del E350 en la mediación de la comunicación alostérica entre las subunidades α2 y β2 esenciales para la actividad de la RNR.

Principales métodos:

• Utilizó una construcción E350Q-photoβ2 para inducir fotoquímicamente la formación de radicales en Y356.
• Se empleó un enfoque de rescate fotográfico para eludir el paso inicial de reducción de Y122• e iniciar RT.
• Se analizó el impacto de la generación de radicales fotoquímicos en la vía RT posterior y en la actividad RNR general.

Principales resultados:

• La inducción fotoquímica de Y356 en el mutante E350Q restauró la actividad RNR, evitando la necesidad de reducción de Y122.
• La mutación E350Q impide la transferencia radical inicial de Y122• pero no impide la fidelidad de la vía RT aguas abajo.
• Estos hallazgos sugieren fuertemente que el E350 actúa como un mediador crítico de las señales alostéricas.

Conclusiones:

• E350 juega un papel clave en la regulación alostérica al facilitar los cambios conformacionales que atraviesan la transferencia radical de Y122•.
• El residuo E350 es esencial para la transmisión de información reguladora entre las subunidades α2 y β2, controlando así la actividad de la enzima RNR.
• Este estudio proporciona información mecanicista sobre el control alostérico de la transferencia de radicales en RNR de Clase Ia.