Valinophos revela una nueva ruta en la biosíntesis de fosfonatos microbianos que se conserva ampliamente en la...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biosíntesis de productos naturales
• La genómica

Sus antecedentes:

• Los productos naturales de fosfonato son inhibidores vitales del metabolismo celular con aplicaciones en medicina y biotecnología.
• La minería del genoma acelera el descubrimiento de nuevos fosfonatos, pero un marco metabólico integral es crucial para identificar compuestos con bioactividades deseadas.

Objetivo del estudio:

• Para elucidar la vía biosintética completa del valinofos, un fosfonopéptido con el andamio (R) -2,3-dihidroxipropilfosfonato (DHPPA).
• Identificar nuevas transformaciones enzimáticas y productos intermedios en la biosíntesis de fosfonatos.

Principales métodos:

• Análisis bioinformático de genomas bacterianos para identificar grupos de genes asociados con la biosíntesis de DHPPA.
• Ensayos enzimáticos para caracterizar la función de las enzimas identificadas en la vía propuesta.
• Etiquetado metabólico y análisis estructural para confirmar las vías intermedias.

Principales resultados:

• Se aclaró la vía biosintética completa para el valinofos, revelando pasos enzimáticos e intermedios previamente desconocidos.
• Se identificó una nueva deshidrogenasa como una enzima de acoplamiento para la fosfoenolpiruvato mutasa, creando una nueva rama en la biosíntesis de fosfonatos a través del fosfonolactato.
• Se encontró que las enzimas quinasa y reductasa catalizan reacciones similares a la glucólisis y la biosíntesis de la arginina, produciendo un fosfonolactaldehído intermedio.
• Se demostró que las enzimas de ligasa ATP-Grasp esterifican la l-valina en DHPPA, seguidas de una mayor ligadura de aminoácidos para formar DHPPA-dipeptidos.

Conclusiones:

• El estudio establece nuevos principios de biosíntesis para los productos naturales de fosfonato.
• La vía central DHPPA identificada se conserva en diversos genomas bacterianos, lo que sugiere un vasto depósito de fosfonatos bioactivos no descubiertos.
• Estos hallazgos proporcionan un marco definido para futuros esfuerzos de minería del genoma dirigidos a nuevos compuestos de fosfonato.