Las trampas basadas en mecanismos permiten el descubrimiento de sustratos de proteasa e hidroasa

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Enzimología

Sus antecedentes:

• Las enzimas hidrolasas, incluidas las proteasas, son cruciales en los procesos biológicos, y una parte significativa son dianas farmacológicas.
• Las actividades específicas y las preferencias de sustrato de muchas hidrolasas, particularmente las proteasas unidas a la membrana, siguen sin caracterizarse en gran medida.
• Comprender estas enzimas es vital para el descubrimiento de fármacos y el descifrado de los mecanismos celulares.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva estrategia para identificar los sustratos y las actividades de las enzimas hidrolasas.
• Crear trampas de sustrato activadas por luz basadas en mecanismos para su uso en sistemas biológicos complejos.
• Descubrir nuevos sustratos y funciones para las proteasas y las hidrolasas de serina no caracterizadas.

Principales métodos:

• Ácido 2,3-diaminopropiónico modificado genéticamente para reemplazar los nucleófilos catalíticos (serina o cisteína) en las hidrolasas.
• Se han desarrollado trampas de sustrato activadas por la luz que forman intermedios estables de acilo-enzima para la captura de sustrato.
• Se aplicaron estas trampas en mezclas complejas y células de mamíferos vivos para identificar las interacciones enzima-sustrato.

Principales resultados:

• Se han identificado nuevos sustratos para las proteasas, incluida la proteasa intramembrana RHBDL4 (dominio de la familia romboide que contiene 4).
• Se ha demostrado el papel de RHBDL4 en la eliminación de fragmentos luminales de proteínas transmembrana tipo I residentes en ER y la promoción de la secreción de chaperón.
• Se caracteriza por la proteína 9 de unión al retinoblastoma como una aminopeptidasa con preferencia por la escisión de aminoácidos aromáticos.

Conclusiones:

• La estrategia de trampa de sustrato desarrollada proporciona un poderoso paradigma para descubrir sustratos y actividades de hidrolasa.
• Este enfoque permite la caracterización funcional de enzimas previamente desconocidas en contextos biológicos complejos.
• Los hallazgos amplían nuestra comprensión de las funciones de la proteasa, particularmente con respecto a las proteínas de membrana y las vías de secreción de proteínas.