Información clave
Resumen
La catálisis enzimática es esencial para las transformaciones moleculares. En este estudio, utilizamos amiloide, un agregado fibrilar formado por el apilamiento de péptidos con lámina β, que ofrece una selectividad única en las reacciones enzimáticas. El derivado de azo-estilbeno (ASB), el motivo de reconocimiento de amiloide, se incorpora al sustrato, lo que permite obtener el amiloide compuesto por Bz-Phe-Phe-Ala-Ala-Leu-Leu-NH2 (BL7) para proteger los sustratos de la enzima que se aproxima. El análisis cristalográfico de rayos X y los estudios de la relación estructura-efecto de blindaje de BL7 revelan que los anillos de benceno presentes en el grupo benzoilo N-terminal y la cadena lateral Phe1 son particularmente importantes para el efecto de blindaje sobre el sustrato. El hallazgo resulta en un sistema de transformación selectiva en el que el sitio reactivo cercano a ASB está protegido por amiloide, mientras que un sitio alejado de ASB es convertido por las enzimas (tripsina, proteína arginina deiminasa [PAD] y proteasa V-8 de Staphylococcus aureus [Glu-C]). Además, la catálisis enzimática protegida por amiloide es compatible con un péptido intacto, ya que la cadena lateral de Tyr puede convertirse en el motivo de reconocimiento de amiloide. Las reacciones enzimáticas que combinan amiloide proporcionan una selectividad única para la transformación molecular que puede usarse en diversos campos, incluida la química sintética.
Términos sujetos: Péptidos, Metodología de la química sintética, Biocatálisis
La catálisis enzimática es esencial para las transformaciones moleculares. En este trabajo, los autores demuestran que la incorporación de un motivo de reconocimiento amiloide (derivado del azo-estilbeno) al sustrato permite que el amiloide, compuesto por Bz-Phe-Phe-Ala-Ala-Leu-Leu-NH₂, lo proteja de la enzima que se aproxima.
Introducción
Las enzimas naturales catalizan reacciones químicas en organismos vivos de forma eficiente, precisa y sostenible. Las manipulaciones artificiales, como la ingeniería genética de la estructura primaria y la combinación con pequeñas moléculas artificiales, han ampliado notablemente el repertorio de sustratos y patrones de reacción aplicables.1enlace externo, se abre en una nueva pestaña–3enlace externo, se abre en una nueva pestañaEstas reacciones enzimáticas son actualmente indispensables en diversos campos, incluida la química sintética. Por ejemplo, en la síntesis de muchas moléculas complejas.4enlace externo, se abre en una nueva pestaña–6enlace externo, se abre en una nueva pestañasíntesis respetuosas con el medio ambiente7enlace externo, se abre en una nueva pestaña,8enlace externo, se abre en una nueva pestañay síntesis industriales rentables9enlace externo, se abre en una nueva pestaña–11enlace externo, se abre en una nueva pestaña Se han logrado mejoras mediante la combinación con las reacciones enzimáticas. Sin embargo, ampliar el alcance de la catálisis enzimática sigue siendo un desafío importante.
Hasta la fecha, estas intervenciones artificiales se han centrado en la enzima. En este trabajo, presentamos una estrategia de adición de sustrato para ampliar el alcance de las reacciones enzimáticas (Fig. 1aenlace externo, se abre en una nueva pestaña vs benlace externo, se abre en una nueva pestaña). Específicamente, la estructura como complemento protege al sustrato de la proximidad de la enzima. Los amiloides, que tienen una estructura rígida de orden superior compuesta por péptidos de lámina β,12enlace externo, se abre en una nueva pestaña, podría ser una de estas estructuras complementarias. Aquí, demostramos que los sustratos protegidos por amiloide ya no están bajo el control de las enzimas (Fig. 1b–1enlace externo, se abre en una nueva pestaña). Además, informamos que las reacciones enzimáticas que combinan amiloide permitieron la conversión regioselectiva de los sustratos, lo que anteriormente era difícil de lograr (Fig. 1b−2enlace externo, se abre en una nueva pestaña).