Regulación alostérica basada en el sustrato de una enzima homodimérica

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Enzimología
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• Muchas enzimas exhiben reactividad en la mitad de los sitios, con solo un sitio activo funcional a la vez.
• La deshalogenasa de fluoroacetato, una enzima homodimérica, utiliza la unión al sustrato para regular la actividad y la dinámica de los protómeros.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel de la dinámica de los interprotómeros en la catálisis de la deshalogenasa del fluoroacetato.
• Elucidar el mecanismo de inhibición en altas concentraciones de sustrato y la función de una bolsa alostérica.

Principales métodos:

• Teoría de la transmisión alostérica basada en la rigidez
• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN)
• Ensayos funcionales

Principales resultados:

• Las altas concentraciones de sustrato conducen a la unión del segundo sustrato, amortiguando la dinámica interprotomérica e inhibiendo la catálisis.
• Una mutación (K152I) elimina la unión y la inhibición del segundo sitio, pero reduce la velocidad catalítica máxima, lo que indica el papel de la bolsa alostérica en la catálisis.
• La bolsa externa desolva el sustrato y facilita su transferencia al sitio activo, actuando como un conducto alostérico.

Conclusiones:

• La dinámica enzimática, regulada por las redes alostéricas, es crucial para la función de la deshalogenasa fluoroacetada.
• La segunda unión al sustrato en altas concentraciones inhibe la catálisis al interrumpir estas dinámicas esenciales.