P450 La enzima LyoI realiza la oxidación de hidro-2,2'-bifurano en el poliéter ionóforo lisocelina

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Biosíntesis de productos naturales

Sus antecedentes:

• Los ionóforos poliéteres exhiben potentes propiedades antimicrobianas, pero también citotoxicidad en mamíferos.
• Las transformaciones oxidativas inusuales en la biosíntesis de poliéteres ionóforos siguen siendo en gran medida inexploradas.
• La fracción hemiketal en ciertos ionóforos poliéteres sugiere vías biosintéticas no canónicas.

Objetivo del estudio:

• Identificar la enzima responsable de la inusual transformación oxidativa de una fracción de hidro-2,2'-bifurano en la biosíntesis de poliéteres ionóforos.
• Para aclarar el papel de esta oxidación en la actividad biológica de los poliéteres ionóforos.
• Explorar el descubrimiento de nuevas enzimas a través de un enfoque centrado en la biosíntesis.

Principales métodos:

• Extinción del gen CRISPR-BEST en S. longwoodensis para identificar la enzima responsable.
• Reconstitución funcional in vivo de la enzima identificada (LyoI).
• Validación in vitro de la reacción oxidativa y investigación de la actividad biológica.
• Análisis de la red de similitud de secuencias de la enzima identificada.

Principales resultados:

• Se identificó que la enzima P450 LyoI es responsable de la oxidación directa del hidro-2,2'-bifurano a hidro-2,2'-bifurano-2-ol.
• El knockout de LyoI produjo el precursor no oxidado, la pre-lizocelina, lo que permitió estudios funcionales.
• La oxidación mediada por LyoI mejora significativamente la potencia biológica del poliéter ionóforo.
• Se identificó un residuo ácido clave esencial para la función oxidativa de LyoI.

Conclusiones:

• El estudio proporciona la primera anotación del clúster de genes biosintéticos de lisocelina e identifica a LyoI como una nueva enzima oxidativa.
• La oxidación mediada por LyoI es crítica para la actividad antimicrobiana de la lisocelina.
• Los hallazgos destacan el potencial de identificar enzimas P450 no canónicas a través de redes de similitud de secuencias y estrategias centradas en la biosíntesis.