La rodoquinona (RQ) es una molécula modificada similar a la ubiquinona que es un cofactor importante utilizado en el metabolismo energético anaeróbico por muchos organismos. Recientemente, ha ganado atención como un posible objetivo farmacológico antihelmíntico debido al hecho de que los huéspedes parásitos no sintetizan ni utilizan este cofactor. Debido a que este cofactor se utiliza en entornos con poco oxígeno, muchos organismos similares a los helmintos se han adaptado para sobrevivir a entornos hospedadores como las áreas dentro del tracto gastrointestinal. [1] [2]
Actualmente, la biosíntesis de la rodoquinona (RQ) aún es objeto de debate, pero existen dos vías biosintéticas principales que se están investigando. La primera vía requiere que el organismo produzca ubiquinona (UQ) antes de que se pueda añadir el grupo amino al anillo de quinona. La segunda vía permite sintetizar la RQ sin que esté presente la UQ, utilizando en su lugar metabolitos de triptófano. [3]
En el caso del organismo procariota R. rubrum , se ha demostrado que RQ se sintetiza mediante la adición de un grupo amino a una UQ preexistente; por lo tanto, la UQ debe estar presente como precursor antes de que se pueda fabricar RQ. La Figura 1 muestra la biosíntesis de UQ en levadura y E. coli , donde "n" representa el número de unidades de isopreno entre varios organismos. El difosfato de dimetilalilo A y el difosfato de isopentilo B se unen para formar el difosfato de poliisoprenilo C. Con la adición de ácido p-hidroxibenzoico, el producto que surge es el ácido 3-poliprenil-4-hidroxibenzoico D. Los siguientes tres pasos de síntesis varían entre diferentes organismos, pero la molécula E se fabrica en todos los organismos y, a través de la oxidación, finalmente se forma la desmetildemetoxiubiquinona (DDMQ). Se ha teorizado que RQ se sintetiza a partir de DDMQn, DMQn, DMeQn o UQn, como se muestra con las flechas discontinuas. Estudios recientes han demostrado que la ruta 4, la biosíntesis de RQ a través de UQ, es la ruta preferida. [4] Se ha demostrado además que el gen rquA es necesario para la biosíntesis de RQ en R. rubrum , y que RquA cataliza la conversión de UQ a RQ. [5] [6] La proteína RquA utiliza S -adenosil- L -metionina como donante de amino para convertir UQ a RQ en una reacción inusual catalizada por Mn(II). [7]
La investigación en C. elegans ha demostrado una ruta alternativa para la producción de RQ. Incluso después de eliminar toda la producción de UQ, RQ todavía está presente dentro de esas cepas mutantes. Con base en estos datos, la producción de RQ no se basa únicamente en moléculas similares a UQ y, en cambio, puede realizarse a través de metabolitos de triptófano. Por lo tanto, el grupo amino que se agrega en las últimas etapas de la biosíntesis de RQ en las especies que contienen rquA está presente en cambio en las etapas intermedias de la biosíntesis de RQ en C. elegans . Con esta biosíntesis propuesta, la vía de la quinurenina aún necesita ser regulada positivamente, y la actividad de ciertos genes como kynu-1 que codifica la enzima KYNU-1 que cataliza la producción de 3-hidroxi-L-quinurenina a ácido 3-hidroxiantranílico, necesita ser mantenida. [8] [9] Trabajos recientes han revelado que el empalme alternativo del gen de la polipreniltransferasa coq-2 controla el nivel de RQ en animales. [10] Los animales que producen RQ (por ejemplo, C. elegans y parásitos helmintos) contienen ambas isoformas de la proteína COQ-2 (COQ-2a y COQ-2e), y COQ-2e cataliza la prenilación del ácido 3-hidroxiantranílico (en lugar del ácido p-hidroxibenzoico), lo que conduce a RQ.