Desestabilización de la triosafosfato isomerasa como resultado de la mutación de cisteínas conservadas y no conservadas Pubblico Deposited
En varias familias de proteínas se han encontrado residuos conservados de cisteína ocultos del disolvente que no forman puentes disulfuro ni participan en la actividad biológica de la proteína. Se cree que estas cisteínas libres tienen una tasa de mutación baja durante la evolución porque son relevantes para la estabilidad de la molécula nativa. Con el propósito de determinar los efectos resultantes de la mutación de residuos de cisteínas conservadas y no conservadas, estudiamos la actividad y estabilidad de diversas variantes de la enzima triosafosfato isomerasa de Saccharomyces cerevisiae. La forma silvestre de esta proteína contiene dos cisteínas libres ocultas: Cys41 (no conservada) y a la invariante Cys126. Las mutantes puntuales investigadas contienen sustituciones de estas Cys por Ala, Val y Ser (los tres cambios más conservativos para una cisteína oculta, de acuerdo a las matrices de sustitución); se examinaron su actividad enzimática y su estabilidad. Nuestros ensayos indican que ninguno de los residuos de Cys es esencial para la catálisis enzimática. La determinación de estabilidad global de las mutantes indica que, independientemente de cuál Cys fue reemplazada, las mutaciones individuales Cys → Ala y Cys → Val disminuyeron la energía libre de desplegamiento en 13 a 18 kJ mol-1 (a 37 ºC, pH 7.4), en comparación con la enzima silvestre. Se encontró, además, una reducción algo mayor en la estabilidad (23 kJ mol-1) en el caso de la mutación C41S. En contraste, hubo una desestabilización sustancialmente mayor (37 kJ mol-1) en la mutante C126S. Estos resultados sugieren que, con la excepción de Cys126Ser, todas estas mutaciones pueden considerarse como neutrales (es decir, mutaciones toleradas que no causan daño en eventos reproductivos del organismo). En consecuencia, el residuo Cys126 ha permanecido invariante a través de la evolución porque las sustituciones neutrales por Ala o Val en el aminoácido 126 requerirían una doble mutación concertada en cualquiera de los codones de Cys, un evento con una probabilidad virtualmente de cero.
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