Conocimientos estructurales sobre una terpene ciclasa bacteriana fusionada con una fosfatasa similar a la haloácida...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología estructural
• Enzimología

Sus antecedentes:

• Las ciclases de terpeno (TC) son enzimas cruciales en la biosíntesis de productos naturales.
• Las enzimas HAD-TCβ no canónicas representan una clase recién descubierta con una base estructural poco clara.
• Los sesquiterpenos de tipo drimane son compuestos valiosos con diversas aplicaciones.

Objetivo del estudio:

• Para determinar la estructura co-cristalina de la drimenol sintasa (AsDMS) obtenida de las esponjas de Aquimarina.
• Para aclarar los mecanismos catalíticos de los dominios TCβ y HAD dentro de AsDMS.
• Comprender la relación estructura-función y permitir la ingeniería de proteínas de las enzimas HAD-TCβ.

Principales métodos:

• Co-cristalografía de AsDMS con sustratos y productos intermedios.
• Pruebas de actividad enzimática.
• Previsión de la estructura de AlphaFold2.
• Análisis comparativo de los residuos en el sitio activo.
• Ingeniería racional de proteínas a través de la mutagénesis dirigida.

Principales resultados:

• Las estructuras co-cristalinas revelaron AsDMS como un dímero, facilitando la canalización de sustrato electrostático entre los dominios TCβ y HAD.
• El dominio TCβ realiza ciclización de clase II, mientras que el dominio HAD exhibe desfosforilación dependiente de metales.
• El modelado de AlphaFold2 y el análisis comparativo permitieron la conversión de AsDMS de una drimenol sintasa a una albicanol sintasa a través de la mutagénesis.

Conclusiones:

• La estructura dimérica y el mecanismo de canalización del sustrato de AsDMS son clave para la biosíntesis eficiente del sesquiterpeno de tipo drimane.
• Este estudio proporciona información estructural sobre las enzimas HAD-TCβ y sus mecanismos catalíticos.
• La ingeniería racional de proteínas demostró el potencial para modificar la función de la enzima HAD-TCβ para la producción de nuevos sesquiterpenos.