Arginina-N,N'-bispreniltransferasas: Catálisis conmutable en la prenilación consecutiva de la guanidina-N

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología estructural
• Enzimología

Sus antecedentes:

• La lipidación mejora las propiedades farmacológicas del péptido como la afinidad de la membrana y la estabilidad del suero.
• Las cianobactina preniltransferasas modifican los péptidos a través de la prenilación, pero la base estructural para la mono- versus la bisprenilación no está clara.
• AutF y AgcF son conocidas como Arg-Nω-mono- y bis-preniltransferasas, respectivamente.

Objetivo del estudio:

• Identificar y caracterizar una nueva Arg-Nω-bispreniltransferasa.
• Elucidar los determinantes estructurales que rigen las rondas de preenilación (mono- versus bis-).
• Establecer un marco para la ingeniería de preniltransferasas para la modificación controlada de péptidos.

Principales métodos:

• Minería del genoma para descubrir nuevas preniltransferasas.
• Cristalografía de rayos X para determinar las estructuras de las enzimas.
• Mutagénesis dirigida al sitio para sondear la función del sitio activo.

Principales resultados:

• Se ha identificado DciF, una nueva Arg-Nω-bispreniltransferasa de Dolichospermum circinale AWQC310F.
• Los principales residuos del sitio activo cruciales para la Arg-Nω-bisprenilación fueron identificados mediante cristalografía y mutagénesis.
• La ingeniería del sitio activo de la enzima interconvirtió con éxito la actividad de la mono- y bis-preniltransferasa, revelando los determinantes de la ronda de prenilación.
• DciF demostró una eficiente bisprenilación de diversos péptidos cíclicos y lineales.

Conclusiones:

• DciF amplía el conjunto de herramientas para la modificación de péptidos biocatalíticos.
• Los conocimientos estructurales permiten la ingeniería de las preniltransferasas de cianobactina para un control preciso de la prenilación.
• Este trabajo proporciona un nuevo marco para el desarrollo de terapias de péptidos modificados.