Transformaciones inesperadas durante la biosíntesis de la pirroloiminoquinona

Área de la Ciencia:

• Biosíntesis de productos naturales
• Enzimología
• Evolución molecular

Sus antecedentes:

• Las pirroloiminoquinonas son productos naturales biológicamente activos derivados del triptófano.
• Sus vías biosintéticas han sido en gran parte desconocidas.
• En estudios previos se había identificado una ligasa PEptide Aminoacyl-tRNA (PEARL) que iniciaba la síntesis de ammosamida a través de la unión de triptófano.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar la vía biosintética compleja de las pirroloiminoquinonas.
• Identificar las fuentes de los grupos amino incorporados en estos compuestos.
• Para investigar los orígenes evolutivos de las enzimas clave en la vía.

Principales métodos:

• Análisis de cuatro enzimas adicionales de dos grupos de genes.
• Investigando la incorporación del grupo amino dependiente del tRNA.
• Caracterización bioquímica de una glicina oxidasa dependiente de FAD (Amm14) y una quinona reductasa.

Principales resultados:

• Se descubrió que la vía de biosíntesis propuesta anteriormente para las ammosamidas era incorrecta.
• Los grupos amino en las pirroloiminoquinonas se originan a partir de glicina, asparagina y leucina, incorporados a través de mecanismos dependientes del tRNA.
• Amm14 y una quinona reductasa son cruciales para incorporar nitrógenos de glicina, leucina y asparagina, respectivamente.

Conclusiones:

• La ruta de la naturaleza hacia las pirroloiminoquinonas es significativamente más compleja de lo previsto.
• Múltiples fuentes de aminoácidos y mecanismos dependientes del tRNA están involucrados en su biosíntesis.
• Las PEARL y las enzimas relacionadas probablemente evolucionaron de la familia de proteínas ATP-GRASP.