Bifuncionalidad de la acil-coenzima A liasa (LiuE) de la bacteria Pseudomonas aeruginosa

Resumen

Algunos compuestos de origen natural como los isoprenoides acíclicos citronelol y geraniol, poseen una ramificación en la posición 3 de la cadena principal que previene la degradación bacteriana. En Pseudomonas aeruginosa éstos se han utilizado como compuestos modelo para el estudio de la degradación de compuestos 3-metil ramificados. La ruta degradativa de isoprenoides acíclicos comprende a la vía central (codificada por el operón atu) y a la vía de leucina/isovalerato (codificada por el operón liu); en ambas vías hay reacciones análogas y entre sus operones se encuentran genes parálogos, excepto para el gen liuE, que es el único encontrado en el genoma de P. aeruginosa. Lo anterior sugiere que el producto de liuE participa en ambas vías metabólicas. La enzima LiuE es una 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA (HMG-CoA) liasa que también presenta actividad de 3-hidroxi-3-isohexenilglutaril-CoA (HIHG-CoA) liasa. En el presente estudio, la proteína LiuE fue expresada en un organismo heterólogo y purificada a homogeneidad. Bajo condiciones óptimas de reacción la enzima muestra preferencia por el catión divalente Mg²⁺ y es inhibida por uno de sus productos, el acetil-CoA. Por otro lado, la secuencia de amino ácidos de la proteína LiuE presentó 7 sitios probables de fosforilación, sugiriendo que éstos podrían estar relacionados con la regulación de la actividad enzimática. Los resultados indican que LiuE es una enzima regulada metabólicamente a nivel de producto y con capacidad de utilizar HMG-CoA y HIHG-CoA como substratos, propiedad que juega un papel clave en las vías degradativas de leucina e isoprenoides acíclicos.