Selectividad del producto en la maduración de la estructura del núcleo bacteriano alcaloide catalizado por la...

Área de la Ciencia:

• Bioquímica y enzimología
• Biosíntesis de productos naturales
• Química orgánica

Sus antecedentes:

• Las monooxigenasas de Baeyer-Villiger (BVMOs) son enzimas clave en la modificación de las estructuras centrales de los productos naturales.
• Las BVMOs bacterianas BraC y PxaB procesan sustratos de dihidroindolizinona, formando un intermediario de diona de oxazepina.
• A pesar de un intermediario compartido, BraC produce brabantamidas, mientras que PxaB produce pirrolixenamidas, con factores de selectividad previamente desconocidos.

Objetivo del estudio:

• Elucidar los factores que controlan la selectividad del producto en las reacciones catalizadas por BraC y PxaB.
• Comprender las vías divergentes de formación de productos a partir de un intermediario común en la biosíntesis de productos naturales.

Principales métodos:

• Síntesis total de los productos intermedios de la vía clave y de los productos naturales previstos.
• Estudios funcionales in vitro con enzimas recombinantes BraC y PxaB.
• Análisis de los mecanismos de reacción y de las vías de formación de productos.

Principales resultados:

• El intermediario compartido de oxazepina-diona se convierte no enzimáticamente en pirrolixenamidas a través de la hidrólisis, la descarboxilación y la deshidratación.
• La biosíntesis de la brabantamida está controlada por enzimas, con BraC convirtiendo de manera eficiente los sustratos en su producto cognado.
• PxaB exhibe una actividad significativa de formación de brabantamida sólo con un análogo de sustrato que imita la cadena lateral natural de la brabantamida, lo que indica una selectividad controlada por el sustrato.

Conclusiones:

• La selectividad del producto en este sistema BVMO está determinada tanto por la identidad de la enzima como por la estructura del sustrato.
• BraC actúa como una enzima dedicada para la síntesis de brabantamida, mientras que el resultado del producto de PxaB está modulado por el reconocimiento del sustrato.
• Este trabajo aclara la base mecanicista para la formación de productos naturales divergentes por BVMOs homólogos.