| dc.rights.license | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 - Atribución-NoComercial | es_MX |
| dc.contributor | ENRIQUE RUDIÑO PIÑERA | es_MX |
| dc.contributor.author | RICARDO MIRANDA BLANCAS | es_MX |
| dc.contributor.other | director - Director | es_MX |
| dc.coverage.spatial | MEX - México | es_MX |
| dc.date | 2021-06-01 | |
| dc.date.accessioned | 2021-08-02T16:35:15Z | |
| dc.date.available | 2021-08-02T16:35:15Z | |
| dc.identifier.uri | http://riaa.uaem.mx/handle/20.500.12055/1715 | |
| dc.description | 1. RESUMEN
La enzima multicobre oxidasa de la bacteria hipertermófila Thermus thermophilus (Tth MCO), ha sido caracterizada y descrita previamente como un ejemplo de una lacasa con baja
actividad catalítica, especialmente cuando se compara contra las lacasas fúngicas.
Estructuralmente, la Tth-MCO tiene una característica única entre las lacasas reportadas en la
base de datos Protein Data Bank (PDB): una horquilla-β adyacente a la cavidad de entrada al sitio
de coordinación de cobre T1, la cual no está presente en ninguna otra lacasa depositada en el
PDB. Esta horquilla-β presenta un comportamiento típico de las áreas expuestas a solvente en
estructuras cristalográficas: ausencia de densidad electrónica, altos valores de factores B y
diversos contactos cristalinos con los vecinos cristalográficos. Sin embargo, el comportamiento
dinámico de esta horquilla-b en solución y sus implicaciones biológicas no han sido descritas.
En este trabajo, se describen 12 nuevas estructuras cristalográficas de la Tth-MCO en dos grupos
espaciales y tres celdas unitarias diferentes, además del comportamiento dinámico de la
horquilla-b por medio de cálculos de dinámica molecular estudiando el efecto del pH y de la
temperatura. Estas nuevas conformaciones cristalográficas de la horquilla-b de la Tth-MCO
descritas aquí junto con su dinámica se usaron para entender el comportamiento cinético de la
enzima cuando cambia el del pH en el medio, utilizando el sustrato siringaldazina.
El análisis de la información estructural permitió describir dos nuevas conformaciones de la
horquilla-β y un probable mecanismo de transferencia de protones, los cuales se utilizaron para
explicar el comportamiento enzimático de Tth-MCO. Además, descubrimos que el inusual
contenido de metioninas de la horquilla-β de Tth-MCO es responsable de coordinar a través de
sus átomos Sd, iones de Ag+1 y Hg+ 1 cuando se encuentra en condiciones oxidativas. Sin embargo,
independientemente de las condiciones redox probadas, no fue posible coordinar iones Cu+1 y
Cu+2.
X
En el presente trabajo, proponemos que la baja actividad de lacasa que muestra la Tth-MCO es
el resultado de un mecanismo de transferencia de protones de múltiples pasos, junto con una
conformación de la horquilla-β dependiente del pH que al modificar el tamaño de la cavidad de
entrada a el sitio T1Cu modula la actividad catalítica de la enzima. Por otra parte, incluso con la
falta de información estructural, el mecanismo de transferencia de protones de múltiples pasos
parece estar presente en diversas lacasas bacterianas, mientras que la existencia de la horquilla β es típica en las lacasas de los géneros Thermus y Meiothermus. | es_MX |
| dc.description | 1. ABSTRACT
The multi-copper oxidase enzyme from the hyper-thermophilic bacterium Thermus
thermophilus (Tth-MCO) has been previously characterized and described as an example of a
laccase with low catalytic activity, especially when compared against the catalytic activity of
fungal laccases.
Structurally, Tth-MCO has a unique characteristic among the laccases reported in the data base
Protein Data Bank (PDB): a β-hairpin adjacent to the T1Cu site, which is not present in any other
laccase deposited in the PDB. This β-hairpin shows a common behavior of areas exposed to
solvent in crystallographic structures, absence of electron density, high values of B-factor and
diverse crystalline contacts with crystallographic neighbors. However, the dynamic behavior of
this b-hairpin in solution and its biological implications have not been described.
In this work, 12 new crystallographic structures of Tth-MCO in two space groups and three
different unit cells and the dynamic behavior of the b-hairpin are described by means of
molecular dynamics calculations studying the effect of pH and temperature. These new
crystallographic conformations of the b-hairpin of Tth-MCO described here along with their
molecular dynamics were used to understand the kinetic restrictions of the enzyme caused by
the pH values in the medium when studying the enzymatic kinetics of Tth-MCO. against
syringaldazine substrate.
The analysis of the structural information will send out two different new conformations of the
β-hairpin and a probable proton transfer mechanism, which were used to explain the enzymatic
behavior of Tth-MCO. Furthermore, we discovered that the unusual methionine content of the
β-hairpin of Tth-MCO is responsible for coordinating through its Sd atoms, Ag+1 and Hg+1 ions
when under oxidative conditions, however, regardless of the redox conditions tested, it was not
possible to coordinate Cu+1 and Cu+2.
XII
In the present work, we propose that the low laccase activity shown by Tth-MCO is the
consequence of a multi-step proton transmission mechanism, together with a pH-dependent β hairpin conformation that modifies the size from the entrance cavity to the T1Cu site modulates
the catalytic activity of the enzyme. On the other hand, even with the lack of structural
information, the multi-step proton transmission mechanism appears to be extensible to most
bacterial laccases, while the existence of the β-hairpin is typical in laccases of the genera Thermus
and Meiothermus. | es_MX |
| dc.format | pdf - Adobe PDF | es_MX |
| dc.language | spa - Español | es_MX |
| dc.publisher | AUTOR | es_MX |
| dc.rights | openAccess - Acceso Abierto | es_MX |
| dc.subject | 7 - INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA | es_MX |
| dc.subject.other | 33 - CIENCIAS TECNOLÓGICAS | es_MX |
| dc.title | Análisis estructural de los mecanismos de regulación de la actividad enzimática de la lacasa de Thermus thermophilus HB27 | es_MX |
| dc.type | doctoralThesis - Tesis de doctorado | es_MX |
| uaem.unidad | Instituto de Investigación en Ciencias Básicas y Aplicadas (IICBA) - Instituto de Investigación en Ciencias Básicas y Aplicadas (IICBA) | es_MX |
| uaem.programa | Doctorado en Ciencias - Doctorado en Ciencias | es_MX |
| dc.type.publication | acceptedVersion | es_MX |
| dc.audience | researchers - Investigadores | es_MX |
| dc.date.received | 2021-06-03 | |
