Descripción del proyecto
RECIENTEMENTE NUESTRO GRUPO HA MOSTRADO POR PRIMERA VEZ DE FORMA DIRECTA LA FORMACION DE UN RADICAL DE PROTEINA EN UNA ENZIMA DE TIPO PEROXIDASA (LOCALIZADO EN EL TRP164 DE LA PEROXIDASA VERSATIL DEL BASIDIOMICETO LIGNINOLITICO PLEUROTUS ERYNGII), ESTE TIPO DE RADICALES, QUE SE FORMAN POR TRANSFERENCIA ELECTRONICA DE LARGO RECORRIDO AL COFACTOR (GRUPO HEMO) ACTIVADO POR PEROXIDO, PARECEN DESEMPEÑAR UN PAPEL CLAVE EN LA DEGRADACION OXIDATIVA DE LA LIGNINA Y OTROS COMPUESTOS RECALCITRANTES YA QUE: I) SE LOCALIZAN EN LA SUPERFICIE DE LA PROTEINA DONDE PUEDEN ENTRAR EN CONTACTO CON LA MACROMOLECULA DE LIGNINA, QUE NO PUEDE INTERACCIONAR DIRECTAMENTE CON EL GRUPO HEMO LOCALIZADO EN UN BOLSILLO CENTRAL DE ACCESO LIMITADO; Y II) FORMAN RADICALES LIBRES RELATIVAMENTE ESTABLES DE FUERTE PODER OXIDATIVO, QUE AMPLIAN LA CAPACIDAD DE LA ENZIMA PARA OXIDAR SUSTRATOS RECALCITRANTES AL ACTUAR COMO MEDIADORES REDOX INTEGRADOS EN LA MOLECULA DE PROTEINA, EN EL PROYECTO RAPERO SE ESTUDIARAN LAS PROPIEDADES CINETICAS (INCLUYENDO LOS ESTADOS TRANSITORIOS DEL CICLO CATALITICO) DE PEROXIDASAS, SALVAJES U OBTENIDAS MEDIANTE MUTAGENESIS DIRIGIDA, QUE CONTENGAN DIFERENTES RESIDUOS AMINOACIDICOS SUSCEPTIBLES DE FORMAR RADICALES IMPLICADOS EN LA CATALISIS OXIDATIVA DE LA ENZIMA, IGUALMENTE SE INVESTIGARAN LOS DETERMINANTES ESTRUCTURALES DE LA UNION DE LA LIGNINA AL ENTORNO SUPERFICIAL DEL RADICAL Y SU INFLUENCIA EN LA EFICIENCIA CATALITICA DE LAS ENZIMAS NATIVAS Y SUS VARIANTES MUTADAS OXIDANDO DIFERENTES SUSTRATOS MODELO, FINALMENTE, SE INVESTIGARA LA PROPIA RUTA DE TRANSFERENCIA ELECTRONICA DESDE LA SUPERFICIE DE LA PROTEINA HASTA EL GRUPO HEMO Y SU ENTORNO, Y EN QUE MEDIDA SU MODIFICACION PUEDE AFECTAR A LA FORMACION Y ESTABILIDAD DEL RADICAL DE LA PROTEINA, TAMBIEN SE CONSIDERARA LA EXISTENCIA DE VARIOS SITIOS CATALITICOS EN ALGUNAS DE ESTAS ENZIMAS, POR EJEMPLO EN LA PEROXIDASA VERSATIL DESCRITA POR PRIMERA VEZ EN EL CIB, Y LA RELACIONES ESTRUCTURA-FUNCION QUE PERMITEN A CADA UNO DE ELLOS ESPECIALIZARSE PARA OXIDAR DIFERENTES TIPOS DE SUSTRATOS, LAS PEROXIDASAS LIGNINOLITICAS NO ACTUAN SOLAS EN LA DEGRADACION DE LA LIGNINA, SINO QUE LO HACEN EN COLABORACION CON OTRAS ENZIMAS OXIDATIVAS QUE PROPORCIONAN EL PEROXIDO DE HIDROGENO REQUERIDO, ACTUAN SOBRE LOS PRODUCTOS DE DEGRADACION, O COLABORAN EN EL ATAQUE INICIAL AL POLIMERO A TRAVES DE MEDIADORES QUIMICOS DIFUSIBLES QUE FORMAN RADICALES ESTABLES, ALGUNAS DE LAS ENZIMAS ANTERIORES PRESENTAN INTERES BIOTECNOLOGICO PARA EL DESARROLLO DE BIOCATALIZADORES INDUSTRIALES (TAL COMO SE ESTUDIA EN EL PROYECTO EUROPEO NMP2-CT-2006-26456 COORDINADO POR EL CSIC CON PARTICIPACION DE 12 EMPRESAS DE DIFERENTES SECTORES), POR CONSIGUIENTE, LOS ESTUDIOS ESTRUCTURA-FUNCION PLANTEADOS EN LA PRESENTE PROPUESTA SERAN DE INTERES PARA EL DESARROLLO FUTURO DE OXIDORREDUCTASAS MEJORADAS CON APLICACION INDUSTRIAL, oxidorreductasas\hemoperoxidasas\flavooxidasas\radicales de proteína\radical triptofanil\mutagénesis dirigida\cinética enzimática\biodegradación de la lignina\structura de proteinas\relaciones structura-función