Revista de metabolismo de fármacos y toxicología
Acceso abierto

abstracto

Análisis de motivos de secuencias conservadas del citocromo P450 entre las hélices E y H: predicción de motivos críticos y residuos en funciones enzimáticas

Numan Oezguen y Santosh Kumar

Los enfoques racionales se han utilizado ampliamente para investigar el papel de los residuos del sitio activo en las funciones del citocromo P450 (CYP). Sin embargo, estudios recientes que utilizan mutagénesis aleatoria sugieren un papel importante para los residuos del sitio no activo en las funciones de CYP. El metanálisis de los mutantes aleatorios mostró que el 75 % de los residuos del sitio no activo funcionalmente importantes están presentes en el 20 % de la proteína completa entre las hélices E y H (E-H) y el motivo de secuencia conservada (CSM) entre 7 y 11. El CSM El enfoque se desarrolló recientemente para investigar el papel funcional de los residuos del sitio no activo en CYP2B4. Además, identificamos y analizamos el CSM en múltiples familias y subfamilias CYP en la región E-H. Los resultados del análisis de CSM mostraron que CSM 7, 8, 10 y 11 se conservan en las familias CYP1, CYP2 y CYP3, mientras que CSM 9 se conserva solo en la familia CYP2. El análisis de diferentes subfamilias CYP2 mostró que CYP2B y CYP2C tienen características similares en el CSM, mientras que las características de las subfamilias CYP2A y CYP2D son diferentes. Finalmente, analizamos CSM 7, 8, 10 y 11, que son comunes en todas las familias CYP. /subfamilias analizadas, en quince importantes CYP metabolizadores de fármacos. Los resultados mostraron que mientras que el CSM 8 está más conservado entre estos CYP, los CSM 7, 9 y 10 tienen variaciones significativas. Sugerimos que CSM8 tiene un papel común en todos los CYP que se han analizado, mientras que CSM 7, 10 y 11 pueden tener un papel relativamente específico dentro de la subfamilia. Sugerimos además que estos CSM desempeñan un papel importante en la apertura y el cierre del canal de acceso/egreso del sustrato mediante la modulación de la región flexible/plástica de la proteína. Por lo tanto, la mutagénesis dirigida al sitio de estos CSM se puede utilizar para estudiar las relaciones estructura-función y dinámica/plasticidad-función y para diseñar biocatalizadores CYP.