La liasa del fotoproducto de esporas ( EC 4.1.99.14 SP liasa , SPL , SplB , SplG ) es una enzima SAM radical que repara la reticulación del ADN de las bases de timina causada por la radiación UV . Hay varios tipos de reticulación de timina, pero la SPL se dirige específicamente a la 5-timinil-5,6-dihidrotimina , que también se llama fotoproducto de esporas (SP). [1] [2] El fotoproducto de esporas es el tipo predominante de reticulación de timina en las endosporas en germinación, por lo que la SPL es exclusiva de los organismos que producen endosporas, como Bacillus subtilis . [3] Otros tipos de reticulación de timina, como los dímeros de pirimidina de ciclobutano (CPD) y los fotoproductos de pirimidina (6-4) pirimidona (6-4PP), se forman con menos frecuencia en las endosporas. Estas diferencias en la reticulación del ADN son una función de la diferente estructura del ADN. El ADN genómico de las esporas presenta muchas proteínas de unión al ADN llamadas proteínas pequeñas solubles en ácido, [4] que cambian el ADN de la conformación tradicional de forma B a una conformación de forma A. [5] [6] Se cree que esta diferencia en la conformación es la razón por la que las esporas latentes acumulan predominantemente SP en respuesta a la radiación UV, en lugar de otras formas de reticulación. [1] [5] [6] Las esporas no pueden reparar la reticulación mientras están latentes, [3] en cambio, las SP se reparan durante la germinación para permitir que la célula vegetativa funcione normalmente. [7] Cuando no se reparan, el fotoproducto de esporas y otros tipos de reticulación pueden causar mutaciones al bloquear la transcripción y la replicación más allá del punto de reticulación. [3] El mecanismo de reparación que utiliza la liasa del fotoproducto de esporas es una de las razones de la resiliencia de ciertas esporas bacterianas.
El mecanismo por el cual funciona la SPL aún no se entiende completamente, [8] aunque se sabe que cataliza la reparación independiente de la luz [8] del entrecruzamiento del fotodímero 5-timinil-5,6-dihidrotimina a través de una serie de reacciones radicales para devolver dos anillos de timina funcionales [9] [3] como se muestra en la figura siguiente. La SPL es parte de la familia de enzimas SAM radicales, por lo que se sabe que tiene aspectos conservados de su estructura y mecanismo que permiten caracterizarla como una enzima SAM radical. [8] Las enzimas SAM radicales tienen un motivo de cisteína conservado, un grupo de hierro-azufre dentro del motivo de cisteína, así como S-adenosil-L-metionina (SAM) como cofactor. [8] Un mecanismo general de SAM radical implica reducir el grupo de hierro-azufre dentro de la enzima y transferir un electrón al cofactor (SAM), que escinde una parte de la estructura y forma un radical 5'-desoxiadenosilo. [8] Este radical 5'-desoxiadenosilo luego eliminará un átomo de hidrógeno del sustrato, formando 5'-desoxiadenosina y produciendo un radical en el sustrato que se reorganizará para formar un producto. [8] Dado que el mecanismo completo de la función SPL no está totalmente caracterizado, los estudios futuros probablemente se centrarán en la elucidación de este proceso.
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La liasa del fotoproducto de esporas es parte de una de las dos vías principales que se utilizan para reparar la 5-timinil-5,6-dihidrotimina reticulada causada por la radiación UV: el sistema de reparación de ADN específico de esporas (que utiliza la liasa del fotoproducto de esporas) y la vía general de reparación por escisión de nucleótidos (NER). [7] [8] El sistema de reparación de ADN específico de esporas es específico de SP, mientras que el NER puede reparar otros tipos de dímeros de timina, como CPD y 6-4PP. [7] Las esporas exhiben una alta susceptibilidad a los rayos UV solo cuando ambas vías de reparación están comprometidas. [7]
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