Los estudios de las sintasas de isonitril ayudan a dilucidar el mecanismo de la instalación de isonitril

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Química orgánica
• Síntesis de productos naturales

Sus antecedentes:

• Los grupos isonitrílicos predominan en los productos naturales y confieren diversas actividades biológicas.
• Existen dos vías conocidas para la instalación de isonitril: las isonitrilasas y las isonitrilsintasas.
• El mecanismo de las isonitrilsintasas, particularmente su condensación de fosfatos de azúcar y aminoácidos, sigue siendo poco conocido.

Objetivo del estudio:

• Investigar las necesidades de sustrato y el mecanismo de reacción de las isonitrilsintasas WelI1 y PIsnA.
• Para obtener información sobre las especificidades espaciales y de sustrato de estas enzimas.
• Para aclarar la vía catalítica para la instalación del grupo isonitril.

Principales métodos:

• Se utilizaron análogos de sustrato y análisis de isotopólogos para cuantificar los productos de reacción.
• Determinación de la especificidad del sustrato para el fosfato pentoso y los aminoácidos L-aromáticos.
• Estructuras cristalinas disueltas de complejos enzimáticos ligados al sustrato y al producto.
• Se utiliza un método de remojo secuencial para atrapar un producto intermedio de la reacción en el cristal.

Principales resultados:

• Se ha comprobado que las sintasas isonitrílicas presentan especificidad para el fosfato de pentosa y los aminoácidos L-aromáticos.
• Se observó que estas enzimas suelen sufrir una rotación única, posiblemente debido a la inhibición del producto.
• Se identificó un intermediario C2-amina dentro del sitio activo de la enzima.
• Se propuso que la reacción se inicie con la formación de imina entre el azúcar fosfato y el aminoácido.

Conclusiones:

• El estudio proporciona información crítica sobre el reconocimiento del sustrato y el mecanismo catalítico de las isonitrilsintasas.
• El intermediario imino propuesto ofrece una explicación mecanicista para la instalación de isonitril.
• Este trabajo avanza en la comprensión de las vías de biosíntesis de productos naturales que involucran funcionalidades de isonitril.