Biosíntesis de fmn y fad en procariotas y modulación de las propiedades de óxido-reducción del fmn por el entorno proteico

Resumen

FMN y FAD son las flavinas que actúan como cofactor en las flavoproteínas, y están implicadas en una gran variedad de procesosbiológicos. La principal propiedad de las flavinas, la capacidad de experimentar reacciones de óxido-reducción, reside en el anillo deisoaloxazina. En los organismos procariotas, FMN y FAD son sintetizados por la FAD sintetasa (FADS) a partir de RF (vitaminaB2) y ATP-Mg+2. En este trabajo se clonado y purificado la FADS de C. ammoniagenes y se ha abordado el estudio de su secuenciay estructura, así como de la interacción de la enzima con sus sustratos. El análisis de las secuencias de las FADSs de organismosprocariotas muestra la existencia de varios motivos de secuencia conservados en esta familia de proteínas y que son compartidos conlas RF quinasas y las nucleotidil transferasas- Se ha propuesto además un modelo de estructura tridimensional para la FADS de C. ammoniagenes y se ha sugerido la implicación de varios residuos en la actividad catalítica de la enzima. El papel de estos residuosen la catálisis ha sido analizado mediante mutagénesis dirigida. Así, se ha comprobado que las cadenas laterales de los residuos His28, His31, Ser164 y Thr165 del domino N -terminal de la FADS de C. ammoniagenes contribuyen al proceso de adenililación delFMN, mientras que los residuos Thr208, Asn210 y Glu268 del dominio C-terminal participan activamente en el proceso de fosforilación de la RF. El análisis de la interacción de la FADS de C. ammoniagenes con sus sustratos y productos mediante ITC haindicado que la enzima presenta dos sitios de unión independientes tanto para flavina como para los nucleótidos de adenina. Laafinidad de cada uno de los centros activos de FADS de C. ammoniagenes por sus ligandos se encuentra modulada por la presenciadel resto de sus sustratos y/o productos, así como por Mg2+, probablemente mediante cambios confommacionales inducidos en laproteína por la unión de cada uno de estos ligandos.Las propieda