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Las enzimas metalo-beta-lactamasas (MBLs ) constituyen un mecanismo de resistencia bacteriana frente a antibióticos beta-lactámicos. Presentan la particularidad de requerir como cofactor uno o dos iones Zn en su sitio activo. Empleando estrategias de Evolución Molecular Dirigida sobre una de estas enzimas (BcII de Bacillus cereus) se obtuvo una variante optimizada en su función catalítica y en su capacidad de conferir resistencia. Dicha variante presenta cuatro mutaciones, dos de ellas (G262S y N70S) se encuentran por debajo del piso del sitio activo y las otras dos (V112A y L250S) en regiones distantes del mismo1. La mutación G262S es responsable del incremento de la eficiencia hidrolítica de la enzima2. Sin embargo, la enzima que presenta sólo esta sustitución es sensible a la deprivación de Zn in vivo. Cuando se suman en forma escalonada las demás sustituciones (N70S, L250S, V112A), la enzima aumenta su capacidad de conferir resistencia aun en condiciones limitantes de Zn. Esto sugiere que una vez seleccionada la mejora en la eficiencia hidrolítica, las demás sustituciones se seleccionan para ajustar la capacidad de tomar metal. Por otro lado, en el sitio activo de la MBL BcII un residuo de Cys actúa como ligando en una posición (221) en la cual un residuo de Asp está conservado en la superfamilia de MBLs. Para evaluar la razón de esta divergencia se construyó la mutante C221D. Se observó que es capaz de conferir niveles de resistencia comparables a los de la enzima salvaje sólo en exceso de Zn. El residuo de Asp cambia el modo de unió cooperativo en la enzima salvaje por un modo de unión secuencial que dificulta la formación de la enzima di-Zn a bajas concentraciones de dicho metal. Nuestro objetivo es analizar cómo la selección de residuos (por evolución forzada o natural) en diversas posiciones respecto al sitio activo, lleva en estas enzimas a la optimización de la unión de su cofactor en condiciones limitantes.

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