Production, purification and biochemical characterization of adenine phosphoribosyltransferase from Escherichia coli

Abstract

En la actualidad, los análogos de nucleósidos son moléculas usadas ampliamente como fármacos. Debido a su similitud estructural con los nucleósidos fisiológicos, estos son utilizados como fármacos anticancerígenos, antibacterianos, antivirales e incluso antiparasitarios. Tradicionalmente su síntesis se ha llevado a cabo mediante síntesis química, lo cual va acompañado del uso de sustancias dañinas para el medio ambiente por los disolventes y químicos utilizados, además de requerir múltiples pasos de reacción, los cuales disminuyen el rendimiento del proceso por los productos secundarios generados. Más recientemente, su síntesis se ha llevado a cabo mediante biocatálisis, lo cual hace no solo el proceso más ecológico sino también facilita la obtención de productos específicos al ser las enzimas usadas regio- y estereoselectivas. Recientemente se han diseñado diferentes cascadas multienzimáticas para mejorar el rendimiento del proceso, aumentando la cantidad de producto obtenido al desplazar el equilibrio de la reacción hacia su formación. Este trabajo hace uso de la enzima adenina fosforribosiltransferasa de Escherichia coli (EcAPRT) para recuperar la adenina liberada por la enzima nucleósido 2’-desoxirribosiltransferasa de Lactobacillus delbruekii (LdNDT) la cual es la responsable de catalizar la reacción que daría lugar al análogo de nucleósido. Además, se ha propuesto una cascada adicional con el uso de las enzimas MrPPK (Meiothermus ruber polifosfato quinasa) y PRPP sintetasa, con el propósito de regenerar el PRPP, sustrato necesario para EcAPRT. Con el propósito de implementar la enzima EcAPRT en el sistema multienzimático, en este trabajo la proteina fue producida, purificada y caracterizada bioquímicamente para conocer las condiciones óptimas de reacción. Además, los ensayos experimentales fueron estudiados bioinformáticamente al llevar a cabo simulaciones de dinámicas molecular, en los que se estudiaron conformaciones espaciales y distancias que la proteína adquiere. Los resultados obtenidos dieron a conocer las características estructurales y bioquímicas de la enzima.