Liasa fotoproducta de esporas de la enzima SAM radical: propiedades del intermediario organometálico Ω y...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Enzimología
• Enzimología radical

Sus antecedentes:

• La liasa de fotoproductos de esporas (SPL) es una enzima radical que utiliza la S-adenosil-l-metionina (SAM).
• SPL exhibe una reactividad inusual donde la adición de SAM a la enzima por sí sola desencadena la transferencia de electrones y la escisión del enlace S-C5 '.
• Esta reacción forma un intermediario organometálico clave, Ω, crucial para la catálisis.

Objetivo del estudio:

• Investigar la estabilidad térmica del intermedio organometálico Ω formado por Geobacillus thermodenitrificans SPL (GtSPL) y SAM en ausencia de sustrato.
• Para aclarar el destino del radical 5'-deoxyadenosyl (5'-dAdo•) liberado de Ω en condiciones no catalíticas.
• Caracterizar los radicales de proteínas estables formados a partir de las variantes GtSPL de tipo salvaje y mutantes.

Principales métodos:

• Captura de congelación rápida para controlar la cinética de desintegración del intermediario Ω.
• Experimentos de extinción manual hasta 10 minutos para estudiar el destino radical.
• La espectroscopia de resonancia paramagnética de electrones (EPR) combinada con los análisis de la teoría funcional de la densidad (DFT) para caracterizar las estructuras radicales.

Principales resultados:

• El intermedio organometálico Ω se forma rápidamente (∼15 ms) al mezclar GtSPL con SAM.
• El enlace Fe-C5' dentro de Ω exhibe un tiempo de desintegración térmica de aproximadamente 5-6 segundos a temperatura ambiente.
• En ausencia de sustrato, Ω sufre una conversión de baja probabilidad a radicales de proteínas estables, con el radical específico (Val•, Ile• o Cys•) dependiendo del residuo 172 de la enzima.

Conclusiones:

• El estudio cuantifica la estabilidad térmica del intermediario organometálico Ω, revelando su labilidad de enlace Fe-C5'.
• Las condiciones no catalíticas conducen a la formación de radicales proteicos estables, destacando la intrincada química de los radicales de la enzima.
• Los análisis EPR/DFT identificaron con éxito las estructuras de estos radicales proteicos en enzimas de tipo salvaje y mutantes.