Contracción enzimática del anillo para la biosíntesis de la ciclopentacromona que contiene azufre

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biosíntesis de productos naturales
• Enzimología

Sus antecedentes:

• Las ciclopentacromonas son motivos estructurales cruciales en numerosos productos naturales bioactivos.
• Las vías biosintéticas y los orígenes enzimáticos de las ciclopentacromonas han permanecido en gran medida evasivas.
• Se ha identificado una nueva clase de derivados de la ciclopentacromona, las isocromosulfinas, que presentan enlaces carbono-azufre.

Objetivo del estudio:

• Elucidar el mecanismo enzimático responsable de la formación del andamio de la ciclopentacromona.
• Identificar la enzima que cataliza el paso de contracción del anillo clave en la biosíntesis de la ciclopentacromona.
• Investigar la versatilidad catalítica de las enzimas identificadas en la modificación de los precursores de xantona.

Principales métodos:

• Identificación y caracterización de una monooxigenasa dependiente del FAD, denominada IscL.
• Ensayos enzimáticos con precursores de xantona para estudiar la formación de 2S-remisporina A.
• Mutagénesis dirigida al sitio de IscL para investigar el papel de los residuos clave en la determinación de los resultados catalíticos (contracción del anillo frente a la escisión).

Principales resultados:

• IscL cataliza la formación del intermediario 6/6/5 ciclopentadieno, 2S-remisporina A, a partir de un precursor de 6/6/6 xantón a través de la contracción del anillo de benceno.
• El intermediario reactivo 2S-remisporina A se somete a adición espontánea de tiol-Michael para formar isocromosulfinas.
• Los homólogos de IscL muestran una actividad bifurcada, que conduce a la contracción o escisión del anillo del intermediario xantón, modulado por un residuo crítico en la posición 230.

Conclusiones:

• La monooxigenasa IscL dependiente de FAD juega un papel fundamental en el establecimiento de la estructura central de la ciclopentacromona 6/6.
• El estudio revela el mecanismo catalítico de IscL, incluida su capacidad para mediar la contracción del anillo y su especificidad de sustrato.
• Los hallazgos proporcionan una base para la minería del genoma de productos naturales que contienen ciclopentacromona y destacan el potencial de IscL en la biocatálisis.