Incorporación mediada por la O-metiltransferasa de un ácido β-amino en los lanthipéptidos

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Productos naturales Química
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• Los Lantipéptidos son una gran clase de productos naturales cíclicos caracterizados por los enlaces entre la Lantionina (Lan) y la Metilantionina (MeLan).
• Los avances en la secuenciación del ADN y la minería del genoma continúan descubriendo nuevas enzimas biosintéticas con funcionalidades únicas.
• La función de las O-metiltransferasas, una prominente familia de enzimas auxiliares en la biosíntesis de la clase I, sigue siendo en gran medida no caracterizada.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la función de la O-metiltransferasa OlvS_A del grupo de genes olv en Streptomyces olivaceus.
• Para dilucidar las modificaciones estructurales y químicas catalizadas por OlvS_A en el latipeptido OlvA(BCS_A).
• Comprender el mecanismo de la transformación de aminoácidos mediada por OlvS_A en péptidos sintetizados por ribosomas.

Principales métodos:

• Se utilizó la espectroscopia de RMN para determinar la estructura de la solución del latipeptido modificado OlvA ((BCS_A) ^GluC.
• Se empleó la espectrometría de masas por cromatografía de gases (GC-MS) para analizar la estereocímica y los tipos de enlaces cruzados en OlvA ((BCS_A).
• Se realizaron ensayos enzimáticos in vitro para reconstituir y caracterizar la actividad de OlvS_A utilizando S-adenosil metionina (SAM).

Principales resultados:

• OlvS_A cataliza la conversión de un residuo de aspartato conservado en isoaspartato en el latipeptido OlvA ((BCS_A).
• La estructura de RMN reveló una topología única de cuatro anillos con el residuo de isoaspartato en un bucle estabilizado por un anillo MeLan.
• El análisis de GC-MS identificó dos anillos de dl-MeLan y dos de ll-esteroquímica de Lan en OlvA ((BCS_A).
• Los ensayos in vitro demostraron que OlvS_A es independiente del péptido líder y dependiente de SAM, convirtiendo el aspartato en un intermediario de succinimida, que se hidroliza a Asp o isoAsp.

Conclusiones:

• OlvS_A media una nueva transformación de un α-aminoácido en un β-aminoácido (isoaspartato) dentro de un péptido sintetizado ribosomalmente.
• Esta actividad enzimática amplía el repertorio conocido de modificaciones en la biosíntesis de latipeptídeos.
• El estudio proporciona información mecanicista sobre la función de una familia de enzimas auxiliares prevalente pero no caracterizada previamente en los grupos de genes de latipeptídeos.