Descubriendo el rol estructural de la Arg266 en la cistationina β-sintasa

LAIA JULIO; DARIO A. ESTRIN; LUCIANA CAPECE

Buenos Aires

Workshop; Primer Workshop Latinoamericano de Modelado Molecular y Simulación Computacional; 2016

Facultad de Cs. Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires / CELFI-DATOS

La cistationina β-sintasa (CBS) es una enzima inusual, que requiere el grupo hemo y el piridoxal 5?fosfato (PLP) como cofactores para catalizar la condensación de la homocisteína y la serina para dar cistationina 1 . Esta reacción de transulfuración representa una de las dos grandes rutas metabólicas para eliminar la homocisteína. El mal funcionamiento de esta enzima está asociado a un amplio rango de patologías. La CBS humana (hCBS) presenta una estructura dimérica, donde cada subunidad estáorganizada en tres dominios estructurales (Figura 1): i) el dominio N-terminal, que contiene el sitio de unión del hemo, ii) el núcleo catalítico, que presenta el plegamiento característico de las enzimas PLP-dependientes tipo II y iii) la región C-terminal, donde se une el cofactor alostérico S-adenosilmetionina (AdoMet).Contrariamente a la mayoría de hemoproteínas, en esta proteína elgrupo hemo no está directamente involucrado en la reacciónenzimática. En este contexto, la función del grupo hemo es aúndesconocida. Aunque hay 20Å de distancia entre el grupo hemo y elsitio activo 2 , se ha observado que los cambios en el estado redox yde coordinación del hierro provocan una disminución de laactividad. El hierro del grupo hemo de la hCBS es hexacoordinado en el estado férrico, con una cisteína y una histidina unidas en los dos sitiosaxiales de coordinación. El hemo también es capaz de coordinarpequeños ligandos (como el NO,el CO o O 2 ), que ocupan el sitio deunión de la cisteína. En este trabajo, estudiamos el papel del grupo hemo en la hCBS mediante dinámicas moleculares (DM), usando el paquete Amber14. Se han realizado dinámicas de la hCBS en el estado férrico y ferroso, en ambos estados de coordinación (hexa y pentacoordinado). Hemos analizado la interacción entre los ligandos del hemo y la proteína, para entender la conexión estructural entre el sitio hemo y la catálisis. Hemos descubierto que la pérdida de la interacción entre la Cys52 y la Arg266 induce a un cambio en la posición del hemo. Los resultados presentados proveen un posible rol estructural del hemo en la regulación de la actividad enzimática.