Un residuo de segunda esfera conservado muestra la reactividad del sitio de cobre en las monooxigenasas de...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Enzimología
• Química bioorgánica

Sus antecedentes:

• Las monooxigenasas de polisacáridos líticos (LPMOs) son enzimas de cobre con mecanismos poco conocidos para activar enlaces C-H.
• Un residuo de glutamina/glutamato conservado se encuentra en la segunda esfera de coordinación del centro de cobre.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel del residuo de glutamina/glutamato conservado en la función de la LPMO y la reactividad del cobre.
• Determinar cómo afectan las mutaciones de este residuo a los mecanismos catalíticos y a la estabilidad del LPMO.

Principales métodos:

• Mutagenesis dirigida al sitio del residuo de Gln en *Nc*AA9C a Glu, Asp o Asn.
• Ensayos de actividad enzimática, incluidas las mediciones del potencial de reducción y la tasa de reoxidación.
• Resonancia paramagnética de electrones (EPR) y espectroscopia de absorción de rayos X (XAS).
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT).

Principales resultados:

• Las mutaciones alteraron la funcionalidad de LPMO y la reactividad del cobre, con la proximidad de Glu/Asp disminuyendo el potencial de reducción y las tasas de reducción/reoxidación.
• Los mutantes exhibieron una mayor inactivación de enzimas y alteraron las vías protectoras de salto de agujero.
• EPR y XAS mostraron que las mutaciones no perturbaban directamente el campo del ligando Cu (II).
• Los cálculos de DFT sugirieron que la protonación de Glu aumenta las tasas de reoxidación y reveló un intermediario de hidróxido de Cu (III) para la forma protonada de Glu.

Conclusiones:

• El segundo residuo esférico de glutamina/glutamato es un determinante crítico de la función catalítica de la LPMO.
• Este residuo influye en la reactividad del cobre, la estabilidad de las enzimas y los intermedios de reacción.
• Los hallazgos proporcionan información para comprender los LPMOs y diseñar nuevos catalizadores sintéticos.