Catálisis controlada por sustrato en las enzimas SAM radicales formadoras de enlaces cruzados de éter

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biosíntesis de productos naturales
• Enzimología

Sus antecedentes:

• Darobactin es un antibiótico heptapeptídico complejo.
• Cuenta con ambos éter y C-C enlaces cruzados.
• La enzima responsable, DarE, es una enzima radical S-adenosilmetionina (rSAM), pero no está claro cómo se forman ambos enlaces cruzados.

Objetivo del estudio:

• Investigar las vías de biosíntesis de las RiPPs parecidas a las darobactinas (péptidos sintetizados por ribosoma y modificados post-traducionalmente).
• Comprender los mecanismos enzimáticos subyacentes a la formación de enlaces cruzados por las enzimas rSAM.
• Descubrir nuevos daropéptidos y dilucidar los factores que controlan su diversidad estructural.

Principales métodos:

• Análisis de clúster de genes biosintéticos.
• Análisis filogenético de las enzimas maturasa.
• Mutagénesis dirigida al sitio de residuos clave en las daropéptidas maduras.
• Caracterización bioquímica de la actividad enzimática.

Principales resultados:

• Identificación y caracterización de dos nuevos daropéptidos que contienen sólo enlaces cruzados de éter.
• Demostración de que las daropéptidas maduras poseen multifuncionalidad intrínseca.
• Pruebas de que los motivos específicos del sustrato dictan la formación de enlaces cruzados de éter, enlaces cruzados C-C y oxidación de Ser.
• Las enzimas rSAM pueden catalizar distintas transformaciones químicas basadas en el reconocimiento del sustrato.

Conclusiones:

• Las daropéptidas madurasas son enzimas versátiles capaces de catalizar múltiples tipos de modificaciones posteriores a la traducción.
• La secuencia del sustrato influye directamente en el resultado químico de la actividad de la enzima rSAM.
• Este trabajo proporciona un marco para descubrir nuevos RiPP y comprender la regulación de la multifuncionalidad de la enzima rSAM.