Conformational changes as key features of glycosyltransferase-mediated reactions

Resumen

Las glicosiltransferasas catalizan la formación de enlaces glicosídicos mediante la transferencia de un grupo azúcar de un donador de azúcares activo a una variedad de moléculas aceptoras (mono-, oligo- y polisacáridos, lípidos, proteínas, o ácidos nucléicos). La transferencia puede tener lugar con `inversión' o `retención' de la configuración anomérica con respecto a los sustratos y productos de la reacción. A pesar del notable progreso de los últimos años en la comprensión de los mecanismos catalíticos y de la base estructural de la transferencia glicosídica, el estudio de los cambios conformacionales que gobiernan el reconocimiento de los sustratos y la catálisis aún supone un reto en el campo. En este trabajo nos hemos centrado en dos glicosiltransferasas micobacterianas de mecanismo de retención de los tipos A (la glucosil-3-fosfoglicerato sintasa, GpgS) y B (la fosfatidilinositol manosiltransferasa A, PimA). GpgS inicia la biosíntesis de los metil-glucosa lipopolisacáridos (MGLPs). Hemos observado que en ausencia de sustratos un bucle situado en la zona catalítica adopta una doble conformación, activa/inactiva), sugiriendo un mecanismo catalítico de selección conformacional. PimA es una enzima asociada a membrana esencial para el crecimiento de Mycobacterium tuberculosis. Inicia la biosíntesis de los fosfatidilinositol manósidos (PIMs), componentes clave de la pared celular e implicados en la patogénesis de la tuberculosis. PimA cambia su conformación entre un estado `abierto' y otro `cerrado' durante la unión y catálisis de sustratos. Además, presenta una estabilidad mecánica débil, a pesar de su contenido en láminas beta.