Especificidad y promiscuidad catalítica en Archaeglobus fulgidus CopA, una ATPasa hipertermófila transportadora de Cu(I)

LUIS M. BREDESTON; F. LUIS GONZÁLEZ FLECHA

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquimica y Quimica Inorganica; 2015

AAIFQ

Las ATPasas de tipo P son proteínas integrales de membrana responsables de generar gradientes de concentración de iones a través de las membranas biológicas empleando para ello la energía proveniente de la hidrólisis del ATP.1 Estas enzimas muestran una marcada selectividad por ATP siendo muy baja o nula la actividad catalítica sobre otros nucleótido-trifosfatos. Sin embargo se ha demostrado que estas enzimas son capaces de hidrolizar monoesteres de fosfato. El uso del sitio activo de una enzima para la catálisis de reacciones alternativas ha sido ampliamente descrito en enzimas solubles y parece ser la regla más que una excepción.2 Si bien las enzimas asociadas a membranas biológicas constituyen un importante grupo de proteínas -caracterizado por plegarse en un ambiente heterogéneo (agua+fosfolípidos)3- la relación entre actividades catalíticas principales y promiscuas esta mucho menos caracterizada que en enzimas solubles. En el presente estudio la actividad fosfatasa de una proteína transportadora de Cu(I) del archaea hipertermófila Archaeglobus fulgidus (Af-CopA) es analizada y comparada con la actividad ATPasa principal. Nuestros resultados muestran que el número de recambio fue 20 veces mayor para la actividad promiscua, pero ésta es compensada por un Km mayor, produciendo una catálisis menos eficiente4 para el p-nitrofenil fosfato. La actividad secundaria es activada por Mg2+ (esencial) y fosfolípidos (no esencial) e inhibida por sales y Cu(I). El análisis de la reacción catalizada y no catalizada empleando la Teoría del Estado de Transición indica que la enzima acelera la hidrólisis de p-nitrofenil fosfato 105 veces (ΔΔG? = 38 kJ/mol) principalmente reduciendo la entalpia de activación (ΔΔH? = 27 kJ/mol) mientras que la entropía de activación (ΔΔS? = 11 kJ/mol) es solo un poco más favorable en la enzima que en solución. Para la actividad ATPasa principal el componente entálpico de la barrera es mayor y el componente entrópico es menos favorable en la enzima que en solución. Estos resultados indican que los mecanismos de transferencia del grupo fosfato son distintos para el sustrato principal y el secundario.