Estructuras cristalinas de las variantes de sustitución 40 y 71 de la liasa hidroxinitrilo del árbol del caucho

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Enzimología
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• La hidroxinitrilo liasa de Hevea brasiliensis (HbHNL) y la esterasa SABP2 comparten características estructurales y catalíticas, pero tienen funciones diferentes.
• Trabajos anteriores mostraron una actividad limitada de la esterasa en mutantes HbHNL con sustituciones en el sitio activo.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia de los residuos del sitio no activo en la eficiencia catalítica y la geometría del sitio activo en HbHNL.
• Para entender cómo las sustituciones de aminoácidos distantes pueden alterar la función y la estructura de la enzima.

Principales métodos:

• Ingeniería de variantes HbHNL (HNL16, HNL40, HNL71) con sustituciones crecientes para imitar el SABP2.
• Caracterización de la actividad de la esterasa en variantes diseñadas.
• Cristalografía de rayos X para determinar las estructuras de HNL40 y HNL71.

Principales resultados:

• HNL16 mostró una actividad pobre de la esterasa, mientras que HNL40 y HNL71 mostraron una catálisis eficiente de la esterasa.
• El análisis estructural reveló desplazamientos progresivos de la columna vertebral en HNL40 y HNL71 hacia SABP2.
• Se observó la restauración del agujero de oxyanión y la formación de un nuevo túnel de sitio activo en HNL40 y HNL71.

Conclusiones:

• Los residuos alejados del sitio activo juegan un papel crítico en la conversión funcional de HbHNL a una esterasa.
• Los residuos de acción indirecta son esenciales para la catálisis y la adaptación estructural en las enzimas de la α/β-hidrolasa.
• Las estrategias de ingeniería enzimática pueden aprovechar los residuos distantes para modular la actividad catalítica y la estructura enzimática.