Los efectos de isótopos cinéticos revelan un estado de transición asociativo para la transferencia de fósforo...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Cinética de las enzimas
• Química bioorgánica

Sus antecedentes:

• La fosfito deshidrogenasa (PTDH) cataliza una reacción única de transferencia de fosforilo que involucra un grupo de salida de hidruro.
• El mecanismo catalítico (asociativo vs. disociativo) de la PTDH sigue siendo poco conocido a pesar de los importantes esfuerzos de investigación.

Objetivo del estudio:

• Elucidar el mecanismo catalítico de una PTDH termostable (17X-PTDH) caracterizando su estado de transición (TS).
• Para determinar si la catálisis de PTDH se lleva a cabo por una vía asociativa o disociativa.

Principales métodos:

• Determinación de los efectos cinéticos primarios del 2H y secundarios del 18O.
• Modelado computacional de varias estructuras de estado de transición dentro del sitio activo de la enzima.
• Predicción de 2H y 18O KIE para validar los estados de transición computarizados.

Principales resultados:

• Los grandes KIEs normales de 18O indican fuertemente un mecanismo catalítico asociativo.
• El análisis computacional apoya un estado de transición apretado con una participación nucleofílica sustancial.
• El mecanismo observado contrasta con los estados de transición disociativos típicos de las reacciones de mono- y diéster de fosfato.

Conclusiones:

• El 17X-PTDH cataliza la transferencia de fosforilo a través de un mecanismo asociativo.
• El estado de transición de la enzima se caracteriza por un desplazamiento limitado del grupo de salida y un ataque nucleófilo significativo.
• Este mecanismo único se atribuye a la pobre capacidad de salida del grupo del hidruro, lo que requiere una fuerte formación de enlaces P-O.