Enfermedades micobacterianas
Acceso abierto

abstracto

Flexibilidad estructural y funcional de las policétido sintasas de tipo III en mycobacterium marinum

Priti Saxena1*, Samir Giri1, Amreesh Parvez1, Gorkha Raj Giri1, Shivendra Pratap2, Monika Kumari1, Abhiruchi Kant2, Renu Bisht1 y Vengadesan Krishnan2

La patogénesis de las micobacterias se caracteriza por los policétidos lipídicos que decoran la envoltura celular y median la infección. Sin embargo, los factores que median la persistencia siguen siendo en gran parte desconocidos. La remodelación dinámica de la pared celular podría facilitar diferentes fases patogénicas. Estudios recientes han implicado a las policétido sintasas (PKS) de tipo III en alteraciones de la pared celular en varias bacterias. El análisis comparativo del genoma reveló varios genes pks de tipo III en micobacterias. El genoma de Mycobacterium marinum alberga cuatro pkss de tipo III que se agrupan en tres grupos genómicos de pks. mmar_2470 y mmar_2474 forman un grupo con otros pkss de tipo I, mientras que mmar_2190 se agrupa con genes para varios modificadores de policétidos. Curiosamente, estos grupos genómicos de pks únicos se conservan exclusivamente en especies patógenas. Los ensayos de reconstitución sin células y los análisis espectrométricos de masas de alta resolución revelaron la capacidad de estas proteínas para aceptar varios sustratos de monocarboxil-CoA y extenderse con unidades extensoras de dicarboxil-CoA para biosintetizar una paleta de metabolitos de policétido. Las proteínas MMAR_2470 y MMAR_2474 utilizaron dos extensores diferentes para biosintetizar productos de policétidos metilados, mientras que MMAR_2190 produjo metabolitos no metilados. Los análisis estructurales tridimensionales para MMAR_2190 revelaron un funcionamiento catalítico distinto regulado por la flexibilidad rotacional de los aminoácidos clave del sitio activo. Las investigaciones funcionales en cepas de micobacterias heterólogas implicaron que estas proteínas son vitales para la supervivencia de las micobacterias en biopelículas estacionarias. Nuestro estudio proporciona nuevos conocimientos sobre la importancia funcional de las PKS de tipo III conservadas en especies de micobacterias patógenas y delinea posiciones de residuos mecánicamente cruciales que pueden modularse para generar un repertorio de policétidos de tipo III biológicamente activos inusuales.