Molecular studies of two methylerythritol 4-phosphate pathway enzymes of isoprenoid biosynthesis : the 4-diphosphocytidyl-2C-methyl-D-erythritol kinase and the 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase = Estudios moleculares de dos enzimas de la ruta del metileritritol 4-fosfato de biosíntesis de isoprenoides : la 4-difosfocitidil-2C-metil-D-eritritol quinasa y la 1-dexosi-D-xilulosa 5-fosfato sintasa

Abstract

Los isoprenoides son una de las mayores familias de compuestos descritos en la naturaleza. Estos compuestos están presentes en todos los organismos vivos y se sintetizan a partir de dos moléculas de 5 átomos de carbono: el isopentenil difosfato (IPP) y el dimetilalil difosfato (DMAPP). Actualmente se conoce que arqueobacterias, hongos y animales presentan la ruta del mevalonato de síntesis de estos precursores, mientras que eubacterias, algún protozoo (como el causante de la malaria) y protistas presentan la ruta del metileritritol 4-fosfato (MEP) de síntesis de IPP y DMAPP. Estas rutas coexisten separadas espacialmente en plantas, helechos y algunas algas. La ruta del MEP de biosíntesis de los precursores de isoprenoides se muestra como una atractiva diana para la búsqueda de nuevos compuestos antimaláricos, antibióticos y herbicidas debido a su presencia en los principales agentes patogénicos y su ausencia en animales, además del carácter esencial de los isoprenoides para la vida. En esta tesis se ha realizado la búsqueda asistida por ordenador de compuestos que puedan interferir en la formación del complejo homodimérico del cuarto paso enzimático de la ruta del MEP. La metodología utilizada es muy útil en la búsqueda de inhibidores específicos. Se han caracterizado la unión de diferentes compuestos obtenidos con la enzima. Además se ha caracterizado el estado de oligomerización de la enzima. Paralelamente también se ha caracterizado un homólogo del primer paso enzimático de la ruta del MEP de un organismo termofílico caracterizando sus principales parámetros cinéticos y residuos importantes para la actividad enzimática mediante mutagénesis dirigida. Como último punto, se ha caracterizado el proceso de proteólisis de diferentes homólogos de este primer paso enzimático de la ruta del MEP asociándolo a modificaciones postraduccionales intramoleculares de las mismas proteínas, abriendo la posibilidad de un proceso de regulación posttraduccional de la actividad enzimática en este tipo de enzimas.