El radical S-adenosil-l-metionina oxigenasa DarE forma un enlace éter a través de un triptófano C parcialmente...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biosíntesis de productos naturales
• Investigación antimicrobiana

Sus antecedentes:

• Las Darobactinas son péptidos sintetizados por ribosoma y modificados post-traducionalmente (RiPPs) con actividad significativa contra patógenos Gram-negativos.
• Su eficacia antibiótica se basa en una estructura única de la hebra β reforzada por un enlace cruzado de éter entre dos residuos de triptófano.
• Esta formación de enlaces de éter por la enzima radical S-adenosil-l-metionina (SAM) DarE, utilizando residuos de triptófano no modificados y oxígeno molecular, es mecánicamente distinta de otros enlaces de éter de productos naturales.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el mecanismo catalítico en gran parte inexplorado de la enzima DarE en la formación del enlace cruzado de éter de darobactina.
• Identificar y caracterizar los intermediarios clave involucrados en el proceso de incorporación de átomos de O y de formación de enlaces de éter mediados por radicales.

Principales métodos:

• Utilizado isotópicamente etiquetado DarA y sus variantes W3.
• Se utilizó un análisis cinético para estudiar la actividad enzimática.
• Aplicó técnicas espectroscópicas avanzadas, incluida la resonancia paramagnética de electrones (EPR), la doble resonancia nuclear de electrones (ENDOR) y la espectroscopia de acoplamiento hiperfino (HYSCORE).

Principales resultados:

• Se ha detectado y caracterizado con éxito un radical intermedio crucial, W3-Cβ•, en la posición Cβ del triptófano.
• Se han observado especies radicales similares en reacciones que involucran variantes W3 de DarA.
• Proporcionó evidencia directa de que DarE cataliza la formación de enlaces cruzados de éter a través del intermediario W3-Cβ• reaccionando con el oxígeno molecular (O2).

Conclusiones:

• Los hallazgos revelan un mecanismo mediado por radicales sin precedentes para la incorporación de átomos O en la biosíntesis de RiPP.
• Este estudio ofrece información mecánica directa sobre cómo DarE forma el vínculo cruzado etérico característico en las darobactinas.
• El radical intermedio caracterizado es clave para comprender esta nueva estrategia biosintética.