Explorando el mecanismo catalítico de peroxirredoxinas y su especificidad por sustrato oxidante

ARI ZEIDA; MARCELO REYES; LICHTIG, PABLO; GONZÁLEZ LEBRERO, MARIANO C.; DIEGO SEBASTIAN VAZQUEZ; JAVIER SANTOS; FRANCISCO LUIS GONZÁLEZ FLECHA; RADI, RAFAEL; TRUJILLO, MADIA

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Conferencia; Latin American Conference on Mathematical Modeling of Biological Systems; 2015

Sociedad Argentina de Biofísica

Las peroxirredoxinas son peroxidasas dependientes de tioles que participanen la detoxificación de peróxidos así como en la señalización redox celular. El tiol peroxidático (S-P ) de estas enzimas reduce diferentes peróxidos, incluyendo peróxido de hidrógeno, hidroperóxidos orgánicos yperoxinitrito, con constantes de velocidad varios órdenes de magnitud másrápidas que la mayoría de otros tioles. Esto no se debe al bajo pKa del tiol peroxidático, que proporciona una mayor disponibilidad de tiolato a pHfisiológico, que sólo podría incrementar hasta 10 veces la reactividadrespecto a cisteína libre. Para explicar la catálisis de reducción de peróxidos por S-P en peroxirredoxinas, realizamos un abordaje experimental-computacional utilizando como modelo la alquil hidroperóxido reductasa E(AhpE) de Mycobacterium tuberculosis. Los parámetros de activación parala reducción de peróxido de hidrógeno (H2O 2) son compatibles consimulaciones QM-MM que indicaron la formación de un estado detransición altamente ordenado por la formación de una red de puentes dehidrógeno involucrando residuos importantes para la catálisis. Por otraparte, la selectividad por sustrato oxidante para diferentes peroxirredoxinas no sigue la tendencia esperada, y es remarcablemente distinta para las diferentes subfamilias. Entre estas, AhpE es particularmente rápida en la reducción de hidroperóxidos de ácidos grasos (AG-OOH), con parámetros de activación indicativos de una contribución entrópica importante en la catálisis. La porción no reactiva de estos sustratos interacciona con un surco hidrofóbico en la superficie enzimática posicionando el enlace peroxilo y produciendo cambios en la dinámica proteica.