Caracterización de una oxigenasa SAM radical para el enlace cruzado de éter en la biosíntesis de Darobactina

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Microbiología

Sus antecedentes:

• La Darobactina A es un potente antibiótico contra las bacterias Gram negativas.
• Su estructura presenta éter complejo y enlaces cruzados C-C, con mecanismos de formación previamente desconocidos.
• Comprender estas modificaciones es clave para la biosíntesis de antibióticos y el desarrollo de fármacos.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el mecanismo de formación de enlaces cruzados en la biosíntesis de darobactina A.
• Para identificar la enzima responsable de catalizar estas modificaciones.
• Para investigar el papel del oxígeno en las reacciones enzimáticas.

Principales métodos:

• Pruebas enzimáticas in vitro con la supuesta enzima DarE.
• Espectrometría de masas para analizar los productos de la reacción y el etiquetado isotópico (18O2, [18O]agua).
• Ensayos de transformación proteolítica para vincular los productos enzimáticos con la darobactina A madura.

Principales resultados:

• La enzima radical S-adenosilmetionina (SAM) DarE cataliza la formación de enlaces cruzados tanto de éter como de C-C.
• Estas reacciones son dependientes del oxígeno, y el oxígeno se origina en el O2, no en el agua.
• DarE también cataliza la desaturación α,β, realizando tres modificaciones distintas en el péptido precursor DarA.
• El producto DarE puede convertirse proteolíticamente en darobactina A, confirmando su papel en la biosíntesis.

Conclusiones:

• DarE es una enzima SAM radical novedosa que funciona como una oxigenasa, utilizando O2 como co-sustrato.
• Este hallazgo amplía el repertorio funcional conocido de las enzimas SAM radicales más allá de los procesos anaerobios.
• El estudio sugiere que las enzimas SAM radicales pueden operar en entornos aeróbicos, desafiando los paradigmas existentes.
• La actividad catalítica multifacética de DarE proporciona información sobre la biosíntesis de RiPPs complejos como la darobactina A.