Cinética de inhibición de la Enzima Aldehído Oxidorreductasa de Desulfovibrio gigas y su Correlación con la Estructura del Sitio Activo

FELIX M FERRONI; ALBERTO C RIZZI; CARLOS D BRONDINO

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Workshop; Tercer Workshop de Química Bioinorgánica; 2008

UBA

Las proteínas mononucleares de Mo de la familia de la Xantina oxidasa (XO) catalizan la hidroxilación oxidativa de aldehídos y heterociclos aromáticos. El sitio activo está formado por un átomo de Mo en coordinación piramidal cuadrada distorsionada. Los ligandos que forman esta pirámide son dos átomos de S de una  molécula de pterina, un grupo oxo, una especie OH/H2O, que es el sitio catalítico lábil de la enzima, y un ligando S que fue postulado como esencial para catálisis. Estudios estructurales identificaron sin ambigüedad la posición del oxigeno lábil y de los S de la pterina, pero son controversiales respecto de la posición del S (1). Agentes como cianuro, arsenito y etilenglicol han demostrado ser inhibidores de estas enzimas. Esto se demostró también mediante estudios de resonancia paramagnética electrónica (EPR) que han mostrado fuertes cambios en los espectros obtenidos por tratamiento con arsenito y etilenglicol, lo que revela interacciones de los inhibidores con el átomo de molibdeno y por ende con el sitio activo de las enzimas (2,3). En especial el cianuro inhibe irreversiblemente la enzima XO removiendo el ligando azufre esencial. La aldehído oxidoreductasa de Desulfovibrio gigas (Dg AOR) fue la primer enzima cuya estructura fue reportada para un miembro de esta familia. Dg AOR presenta muchas de las propiedades de EPR similares a las de la XO, y se ha postulado que el  ligando S es fundamental en ellas. En este estudio se evaluaron completamente las propiedades cinéticas de Dg AOR en presencia de los inhibidores típicos de la familia de la XO. Esto confirmó que el cianuro y el etilenglicol inhiben reversiblemente la enzima, mientras que el arsenito la inactiva irreversiblemente. Este resultado sugiere que la forma activa de la Dg AOR no contiene un ligando azufre, hecho que fue confirmado mediante estudios cinéticos de formas monocristalinas de la enzima. Estos estudios confirman que Dg AOR es un miembro de la familia de la XO en el cual el ligando S no es esencial para la catálisis y que las distintas propiedades de EPR del sitio activo de la enzima no son determinadas por el ligando S. 1. Brondino, C.D., Romão, M.J., Moura, I. and Moura, J.J.G. 2006.Molybdenum and tungsten enzymes: the xanthine oxidase family. Curr. Op. in Chem. Biol., 10: 109-114. 2. Brondino, C.D., Rivas, M.G., Romão, M.J., Moura, J.J.G. and Moura, I. 2006. Structural and EPR studies of mononuclear molybdenum enzymes from sulfate reducing bacteria. Acc. Chemical. Res., 39: 788-796. 3. Boer, D.R., Thapper, A., Brondino, C.D., Romão, M.J. y Moura, J.G. 2004. X-ray crystal structure and EPR spectra of arsenite-inhibited Desulfovibrio gigas aldehyde dehydrogenase: a member of xanthine oxidase family. J. Am. Chem. Soc., 126: 8614-8615.   Trabajo realizado con apoyo financiero de UNL (CAI+D 3-24), ANPCYT (PICT 2003 Nº 06-13872) y CONICET (Proyecto 5370/2005)