La enzima corismato sintasa (EC 4.2.3.5) cataliza la reacción química
Esta enzima pertenece a la familia de las liasas , específicamente a aquellas liasas de carbono-oxígeno que actúan sobre fosfatos. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es 5- O -(1-carboxivinil)-3-fosfoshikimato fosfato-liasa (formadora de corismato) . Esta enzima también se llama 5- O -(1-carboxivinil)-3-fosfoshikimato fosfato-liasa . Esta enzima participa en la biosíntesis de fenilalanina , tirosina y triptófano .
La corismato sintasa cataliza el último de los siete pasos de la vía del shikimato , que se utiliza en procariotas, hongos y plantas para la biosíntesis de aminoácidos aromáticos . Cataliza la eliminación 1,4-trans del grupo fosfato del 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato (EPSP) para formar corismato, que luego se puede utilizar en la biosíntesis de fenilalanina, tirosina o triptófano. La corismato sintasa requiere la presencia de un mononucleótido de flavina reducido (FMNH2 o FADH2) para su actividad. La corismato sintasa de varias fuentes muestra [2] [3] un alto grado de conservación de secuencia. Es una proteína de aproximadamente 360 a 400 residuos de aminoácidos.
La vía del shikimato sintetiza precursores de aminoácidos aromáticos, así como otros compuestos aromáticos que tienen diversas implicaciones en procesos como la "protección UV, el transporte de electrones, la señalización, la comunicación, la defensa de las plantas y la respuesta a las heridas". [4] Debido a que los humanos carecen de la vía del shikimato, pero es necesaria para la supervivencia de muchos microorganismos, la vía y la corismato sintasa en particular se consideran objetivos potenciales para nuevos tratamientos antimicrobianos . Por ejemplo, se sabe que la corismato sintasa es esencial para la supervivencia de Mycobacterium tuberculosis , lo que convierte a la enzima en un objetivo antibiótico atractivo para el control de este patógeno. [5]
A finales de 2007, se han resuelto 9 estructuras para esta clase de enzimas, con los códigos de acceso PDB 1Q1L, 1QXO, 1R52, 1R53, 1SQ1, 1UM0, 1UMF, 1ZTB y 2G85.
La estructura cristalina de la corismato sintasa es un homotetrámero con una molécula de FMN unida de forma no covalente a cada uno de los cuatro monómeros . Cada monómero está formado por 9 hélices alfa y 18 cadenas beta y el núcleo está ensamblado en un pliegue sándwich beta-alfa-beta único. Los sitios activos para la unión de FMN están formados por grupos de bucles flexibles y el área alrededor de estas regiones tiene un potencial electromagnético altamente positivo. Hay dos residuos de histidina ubicados en el sitio activo que se cree que protonan la molécula de flavina reducida y el grupo fosfato saliente del sustrato. [6]
La formación de corismato a partir de EPSP implica dos eliminaciones , de fosfato y un protón (H+), del sustrato. En el primer paso de la catálisis, se elimina el fosfato, asistido por la transferencia de protones desde un residuo de histidina conservada . Al mismo tiempo, se transfiere un electrón del FMN al sustrato, formando un radical FMN y un radical de sustrato. A continuación, el radical FMN se reorganiza y luego se transfiere un átomo de hidrógeno al FMN desde el sustrato, eliminando ambos radicales y generando el producto. El FMN reducido luego se re-tautomeriza a su forma activa donando un protón a una segunda histidina conservada. [7] Aunque la reacción de la corismato sintasa depende de FMN, no hay un cambio redox neto entre el sustrato y el producto; el FMN simplemente actúa como un catalizador .
Existen dos clases de corismato sintasa, que difieren en la forma en que se mantiene el estado reducido del cofactor FMN. La corismato sintasa bifuncional está presente en los hongos y contiene un dominio de flavina reductasa dependiente de NAD(P)H. [5] La corismato sintasa monofuncional se encuentra en plantas y E. coli y carece de un dominio de flavina reductasa. Depende de una enzima reductasa separada para reducir el FMN. [5]
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