La metanobactina (mb) es una clase de péptidos cromóforos reductores y que se unen al cobre, identificados inicialmente en el metanótrofo Methylococcus capsulatus Bath -y más tarde en Methylosinus trichosporium OB3b- durante el aislamiento de la monooxigenasa de metano asociada a la membrana o particulada (pMMO). [1] Se cree que se secreta al medio extracelular para reclutar cobre, un componente crítico de la monooxigenasa de metano, la primera enzima de la serie que cataliza la oxidación del metano en metanol . La metanobactina funciona como un calcóforo, similar a los sideróforos de hierro , al unirse a Cu(II) o Cu(I) y luego transportar el cobre a la célula. La metanobactina tiene una afinidad extremadamente alta para unirse al Cu(I), con una K d de aproximadamente 10 20 M −1 a pH 8. [2] Además, la metanobactina puede reducir el Cu(II), que es tóxico para las células, a Cu(I), la forma utilizada en pMMO. [3] Además, se plantea la hipótesis de que diferentes especies de metanobactina son ubicuas dentro de la biosfera, especialmente a la luz del descubrimiento de moléculas producidas por otros metanótrofos de tipo II que se unen y reducen de manera similar el cobre (II) a cobre (I). [1]
La metanobactina OB3b es una metanobactina estudiada con frecuencia. Tiene un peso molecular de 1154 Da cuando no contiene metales. La OB3b está compuesta por 9 residuos de aminoácidos con dos anillos de oxazolona , que participan en la unión a iones de cobre. [4] [5] Los anillos de oxazolona son susceptibles a la escisión en condiciones de pH bajo, lo que libera cualquier ion metálico unido a los anillos. El cobre se une y se reduce en un sitio de unión tetradentado compuesto por 2 anillos de oxazolona y 2 grupos enetiol modificados. [4] En particular, el origen y la función de estos anillos de oxazolona en la metanobactina OB3b han sido objeto de investigación, ya que estos dominios parecen únicos.
En 2010, se sugirió que mb OB3b se deriva de un pequeño precursor peptídico producido en los ribosomas con la secuencia de LCGSCYPCSCM. [6] El mbOB3b funcional está compuesto de (grupo isobutilo)-(anillo de oxazolona A)-GSCY-(anillo de oxazolona B)-SM. [6] (Tenga en cuenta que algunos especímenes de mBOB3b se encuentran sin la metionina C-terminal y parecen completamente funcionales). Se ha argumentado que los anillos cromóforos de esta especie particular de metanobactina permiten que mbOB3b se una y reduzca otros metales. Por ejemplo, mbOB3b puede reducir Ag(I) a Ag(0), Au(III) a Au(0), Cr(VI) a Cr(III) y Hg(II) a Hg(I); también es capaz de unirse a Co(II), Zn (II), Mn(II), Pb(II) y U(IV). [1] Debido a esto, es posible que la metanobactina pueda tener varias aplicaciones médicas y ambientales como quelante de metales y agente reductor.
El mecanismo de reducción de metales no se ha determinado aún. Se ha demostrado que la configuración de unión tetradentada del cobre(I) en mbOB3b requiere la unión de una molécula de agua al ion de cobre como ligando. [7] Esto se ha utilizado para argumentar que el agua es la fuente de electrones para reducir el ion metálico unido. Otros han sugerido que el puente disulfuro en la estructura de la metanobactina es la fuente del electrón, aunque la XPS ha demostrado que este enlace sigue intacto en la metanobactina unida al cobre. [6] La fuente de este electrón reductor sigue siendo esquiva por el momento.
La metanobactina SB2 es producida por la bacteria Methylocystis . La SB2 es mucho más pequeña que la OB3b, con un peso molecular de 851 Da cuando no contiene metales. [6] La SB2 contiene un anillo de imidazol y un anillo de oxazalona, así como un grupo sulfato que se cree que participan en la unión del cobre.