Metionina sulfóxido reductasa A de Mycobacterium tuberculosis : desentrañando los secretos de su ciclo catalítico

Abstract

Mycobacterium tuberculosis (Mt) es el patógeno responsable de la enfermedad tuberculosis. Como parte de la respuesta antimicrobiana, los macrófagos que son uno de los blancos celulares más importantes de la micobacteria, generan especies reactivas del oxígeno y del nitrógeno causando daño nitro-oxidativo en las biomoléculas de Mt. El parásito, por otro lado, como respuesta a este estrés oxidativo presenta una amplia batería de respuestas antioxidantes que regeneran este daño, entre las que se encuentra la metionina sulfóxido reductasa A, que cataliza la reducción del isómero S de metionina sulfóxido presente en proteínas. El ciclo catalítico de ésta enzima consta de tres pasos, comenzando con la reducción de Met-S-SO, llevada a cabo por un cisteína reactiva que se oxida a ácido sulfénico, liberando la metionina reducida. El segundo y tercer paso constan de la formación de disulfuro intramolecular entre el ácido sulfénico y la cisteína resolutiva, seguida de su reducción a través de la tiorredoxina sistema. En esta Tesis de Maestría se emplearon varios enfoques computacionales y experimentales tales como ensayos de cinética rápida y en estado estacionario, dinámica molecular plana y acelerada, cálculos de estructura electrónica, determinación de perfiles de energía libre, docking proteína-proteína y análisis bioinformático de secuencias para caracterizar de forma pormenorizada el mecanismo enzimáticos. En primer lugar, se obtuvo un protocolo experimental para obtener una fracción pura de MtmsrA recombinante, caracterizando completamente la cinética en estado estacionario y pre-estacionario. A su vez, se caracterizaron las propiedades dinámicas de la MtmsrA en diferentes estados de oxidación/ionización y de unión a diferentes ligandos, obteniendo resultados coherentes con la evidencia experimental. Por otra parte, a partir de los cálculos de estructura electrónica y los perfiles de energía libre determinados, los resultados presentes en esta Tesis de Maestría sugieren que la formación del ácido sulfénico pasa por un único intermediario sulfonio, a diferencia de lo reportado previamente en la literatura, y que depende de catálisis ácido-base por un residuo Histidina conservado en la subclase de msrA a la cual pertenece MtmsrA. En suma, este trabajo representa una caracterización detallada de una importante enzima antioxidante de Mt.