Un enfoque bioinformático hacia la predicción de función de p450s bacterianos

DUMAS, VICTORIA; MARTÍ, MARCELO

Simposio; 2do Simposio Argentino de Jóvenes Investigadores Bioinformática - SAJIB; 2016

Los citocromos p450 bacterianos (CYPs) son una familia de enzimas que poseen una enorme diversidad funcional, y una amplia capacidad para llevar a cabo diferentes reacciones de oxidación sobre sus sustratos, que van desde pequeñas moléculas aromáticas como el alcanfor, pasando por algunas más grandes como el colesterol o la vitamina D hasta moléculas enomes como los antibióticos macrólidos. Lo cierto es que estas enzimas contribuyen de manera significativa a la generación de una gran variedad de productos naturales, muchos de ellos con un enorme potencial biotecnológico. Es por ello que determinar el rol de los CYPs en la producción de estos metabolitos es esencial para comprender su biosíntesis y potencial efecto biológico.El reciente crecimiento exponencial en la secuenciación de diferentes microorganismos ha resultado en la anotación de más de 15000 secuencias a este grupo de proteínas, anotación que, salvo en casos excepcionales, no va más allá de una asignación a la familia correspondiente. En este contexto predecir, o al menos acotar in-silico el rango de sustratos y reacciones catalizadas por cada una de estas enzimas, es un interesante pero difícil desafío.Determinar propiedades o aspectos funcionales específicos, como la especificidad/afinidad por cierto sustrato o la eficiencia catalítica de una proteína no es una tarea sencilla. Sin embargo, si la función proteica está determinada por la estructura y ésta por su secuencia de aminoácidos, en principio debería ser posible -si se conoce la variabilidad de todas las propiedades relevantes en estas proteínas-, predecir la función de las mismas a partir de estructuras y secuencias de función conocida.En bacterias, los genes asociados a una misma vía metabólica suelen encontrarse asociados en operones -unidades de expresión conjunta- ubicados secuencialmente en el mismo orden en que sus productos enzimáticos procesan los metabolitos. Entonces podría hipotetizarse que si se conocen los sustratos/productos de los genes vecinos del gen de un dado CYP, estos serían potenciales candidatos a ser sustratos/productos del mismo.En este trabajo se presenta un estudio de la familia de p450s bacterianos en el cual se integra la información obtenida del análisis del contexto génico con la determinación de diferentes propiedades estructurales de los CYPs -estructura 3D, análisis de residuos del sitio activo, docking molecular- para el desarrollo de un método que tomando cómo punto de partida la secuencia de un dado CYP y analizando una serie de propiedades, permita predecir la reacción que éste cataliza.