Estudios sobre carbamil fosfato sintetasa y proteina cad

Abstract

Las carbamil fosfato sintetasas (CPSs) constituyen una familia de enzimas que catalizan el primer paso de las rutas biosintéticas de pirimidinas y de arginina y/o urea. Al ser el paso que catalizan limitante en ambas vías, representa un excelente punto de control estando sometidas a una fuerte regulación genética, alostérica y por fosforilación. En Escherichia coli una sola CPS sintetiza el carbamil fosfato utilizado en ambas rutas, siendo este enzima bacteriano inhibido por retroalimentación por UMP y activado por ornitina, IMP y amonio. En mamíferos la CPS encargada de la biosíntesis de primidinas (CPSII) forma parte de un polipéptido multienzimático de 243 kDa llamado proteína CAS, que alberga las tres primeras actividades enzimáticas de la ruta (CPSII-aspartato transcarbamilasa y dihidroorotasa). La CPSII de CAD se activa por fosforribosilpirofosfato y se inhibe por UTP estando, además, la regulación alostérica controlada por fosforilación por la proteína quinasa dependiente de AMP cíclico (PKA) y por la proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK). Mientras se conoce la estructura tridimensional del enzima bacteriano, no se dispone de información estructural sobre la CPSII de la proteína CAD. Sobre la base de resultados de nuestro laboratorio y de otros grupos proponemos para el sitio de nucleótido efector una similar organización estructural en todas las CPSs involucradas en la biosíntesis de pirimidinas. Aquí ponemos a prueba esta propuesta mediante mutagénesis dirigida al sitio de fosforilación por PKA que controla la unión de nucleótido efector en CPSII. El sitio de fosforilación para PKA en la proteína CAD no está presente en la CPS bacteriana, por lo que lo hemos introducido en la enzima de E.coli, debido a la imposibilidad de disponer de proteína CAD recombinante funcional con la que realizar el estudio de mutagénesis. El comportamiento alostérico tras la fosforilación de estos mutante