Efecto de la superpoblación molecular sobre la relación estructura/actividad de la beta-Galactosidasa de E.coli

MARÍA VERÓNICA NOLAN Y MARÍA ANGÉLICA PERILLO

Los Cocos, Córdoba, Argentina

Congreso; XXXVIII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biofísica; 2009

Sociedad Argentina de Biofísica

El interior celular  se caracteriza por poseer una alta concentración de macromoléculas; este tipo de sistemas se denominan molecularmente superpoblados ya que las diferentes especies moleculares ocupan una fracción importante del volumen total. En estas condiciones, se espera que los efectos del volumen excluido afecten la velocidad de difusión de solutos y la cinética de las reacciones químicas. Además, la termodinámica del agua difiere de la del agua libre. Cambios en la estructura del solvente pueden afectar la cinética de una enzima afectando la interacción enzima-sustrato y/o perturbando la propia estructura de la proteína. Un modelo para estudiar ambientes superpoblados son las sustancias poliméricas hidrofílicas de alto peso molecular como el polietilenglicol (PEG). El objetivo del presente trabajo fue evaluar si la superpoblación molecular  inducida por PEG 6000, es capaz de modular la actividad enzimática y la estructura de b-Gal de Escherichia coli. Se evaluó la variación de la velocidad de hidrólisis de un sustrato artificial (orto-nitrofenilgalactopiranósido, ONPG). La reacción mostró una cinética michaeliana a todas las concentraciones de PEG ensayadas. Ambos parámetros cinéticos (KM y Vmax) aumentaron en función de la concentración de PEG. Cambios en la estructura de b-Gal fueron estudiados mediante dicroísmo circular. En ausencia de PEG, el espectro de beta-gal es el característico de proteínas con alto contenido de estructura b. En presencia de agente superpoblante se observa un cambio en el espectro que podría deberse a un aumento de estructuras de tipo a-hélice. La fluorescencia intrínseca de b-Gal muestra que a medida que aumentamos la concentración de PEG se observó un corrimiento batocrómico e hipocrómico, indicando la exposición de los residuos Trp a un ambiente más polar que en la forma nativa. El agente superpoblante induciría una mayor flexibilización de ciertos dominios de la estructura proteica. La compactación de la estructura de la proteína y la disminución en la hidratación del entorno molecular próximo, podrían generalizarse como los factores responsables del cambio en la estructura que luego se traducen en cambios en la cinética de la reacción catalizada por la b-Gal.