Apd1 y Aim32 son prototipos de proteínas sin riesgo [2Fe-2S] coordinadas por bisistidinyl

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Química bioorgánica

Sus antecedentes:

• Apd1 (levadura citosólica) y Aim32 (levadura mitocondrial) poseen un dominio de ferredoxina (TLF) similar a la tioredoxina.
• Estas proteínas se conservan en bacterias, plantas, hongos y eucariotas patógenos, pero están ausentes en los metazoos.

Objetivo del estudio:

• Investigar los residuos esenciales dentro del dominio TLF de Apd1 y Aim32.
• Caracterizar el cúmulo [2Fe-2S] y su coordinación en Apd1.
• Para explorar la convergencia evolutiva de las proteínas que contienen clúster [2Fe-2S].

Principales métodos:

• Experimentos quimiogenéticos para evaluar la viabilidad celular bajo estrés redox.
• UV-vis, EPR y espectroscopia de Mössbauer para analizar el cúmulo [2Fe-2S].
• Mutagenesis dirigida al sitio (variantes de His a Cys) para sondear las funciones de los ligandos.

Principales resultados:

• Los residuos de cisteína e histidina conservados en el motivo C-X₈-C-X_24-75-H-X-G-G-H son vitales para la viabilidad de la levadura bajo estrés redox.
• El análisis espectroscópico identificó a Cys207, Cys216, His255 y His259 como ligandos para el cúmulo [2Fe-2S] en Apd1.
• El grupo [2Fe-2S] de Apd1 exhibe distintos potenciales redox y valores de pK en comparación con los grupos de dioxigenasa y Rieske.
• Las variantes Apd1 diseñadas demostraron flexibilidad en la coordinación de clúster [2Fe-2S] (bishistidinil, monohistidinil o cisteinil solamente).

Conclusiones:

• El estudio define las proteínas Apd1 y Aim32 como esenciales para la homeostasis redox en la levadura.
• Apd1 alberga un cúmulo de [2Fe-2S] sin precedentes con una coordinación flexible, destacando la evolución convergente.
• Estos hallazgos ofrecen información sobre las diversas funciones y vías evolutivas de las proteínas de hierro y azufre.