Promiscuidad enzimática

Las enzimas son catalizadores remarcablemente específicos, pero con frecuencia poseen otras actividades que pueden ser cuantitativamente muy pequeñas y por lo tanto encontrarse en condiciones naturales bajo selección neutra.cepa ADP la cual evolucionó a partir de la enzima melamina deaminasa (codificada por el gen triA), la cual tenía una muy pequeña actividad promiscua hacia al atrazina, un herbicida fabricado por el hombre.Debido al bajísimo número de aminoácidos que han cambiado en estas enzimas, proveen un modelo excelente para investigar la evolución enzimática en la naturaleza.Antitéticamente, el ancestro antes de esta separación posterior poseía una actividad glucosidasa más pronunciada hacia sustratos similares a la isomaltosa.Esta versatilidad catalítica primordial se perdió posteriormente en favor de enzimas ortólogas altamente especializadas.[14]​ La promiscuidad enzimática, sin embargo, no es solo una característica primordial; de hecho es una propiedad muy extendida en los genomas modernos.[19]​ Las enzimas se encuentran generalmente en un estado de compromiso no solo entre estabilidad y eficiencia catalítica, sino también entre especificidad y evolutibilidad, estos dos últimos dictan cuando una enzima es generalista (altamente evolucionable debido a una gran promiscuidad, pero con una actividad principal baja), o especialista (una alta actividad principal, pero pobre evolutibilidad debida a su baja promiscuidad).[1]​ Por ejemplo, si una ARNt sintasa cargara un aminoácido incorrecto a una molécula de ARN, el péptido resultante podría tener unas propiedades inesperadamente alteradas, por lo tanto, para aumentar la fidelidad se encuentran presentes varios dominios adicionales.Cuando se probó la especificidad de la enzima, se encontró que era altamente selectiva contra aminoácidos naturales diferentes de la fenilalanina, pero mucho más tolerante hacia algunos aminoácidos no naturales.[26]​ Específicamente, la mayor parte de los aminoácidos no resultaron catalizados, mientras que el siguiente aminoácido natural en afinidad fue la tirosina, estructuralmente muy similar a la fenilalanina; pero con un milésimo de la actividad frente a la fenilalanina, mientras que varios aminoácidos no proteinogénicos resultaron catalizados con más facilidad que la tirosina, por nombrar a algunos la D-fenilalanina, β-ciclohexil-L-alanina, 4-amino-L-fenilalanina y L-norleucina.Por ejemplo, para las endonucleasas de restricción una actividad incorrecta (actividad star) a menudo resulta letal para el organismo, pero es necesaria en una pequeña cantidad para permitir la evolución nuevas funciones para combatir a nuevos patógenos.Para conseguir esto, se hace uso de enzimas que tienen una pequeña actividad promiscua hacia la actividad buscada, y se las obliga a evolucionar por medio de evolución dirigida o diseño racional.