A 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintase (EPSPS) é un encima producido polas plantas e microorganismos. A EPSPS cataliza a reacción química:
fosfoenolpiruvato (PEP) + 3-fosfo shikimato (S3P) fosfato + 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato (EPSP)
Por tanto, os dous substratos deste encima son fosfoenolpiruvato (PEP) e 3-fosfshikimato, mentres que os seus dous produtos son o fosfato e 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato (EPSP).
Este encima está ausente nos xenomas animais, o que fai que sexa unha diana interesante para herbicidas como o glifosato. Unha versión resistente ao glifosato do xene deste encima foi incorporado a plantas de cultivo modificadas xeneticamente.
Nomenclatura O encima pertence á familia das transferases, concretamente as que transfiren arilos ou alquilos diferentes dos grupos metilo. O nome sistemático dest clase de encimas é fosfoenolpiruvato:3-fosfoshikimato 5-O-(1-carboxivinil)-transferase. Outros nomes comúns en uso son:
5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintase, 3-enolpiruvilshikimato 5-fosfato sintase, ácido 3-enolpiruvilshikimico-5-fosfato sintetase, 5′-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintase, 5-enolpiruvil-3-fosfoshikimato sintase, 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintetase, ácido 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfórico sintase, enolpiruvilshikimato fosfato sintase, e 3-fosfoshikimato 1-carboxivinil transferase.
Estrutura
A EPSP sintase é un encima monomérico cunha masa molecular de aproximadamente 46.000. Consta de dous dominios conectados por febras da proteína que funcionan como bisagra, o que permite que os dous dominios se movan xuntos. Cando se une un substrato ao encima, o cambio conformacional causa que os dominios abracen o substrato no sitio activo.
A EPSP sintase clasifícase en dous grupos baseándose na sensibilidade ao glifosato. Os encimas de clase I, atopados en plantas e algunhas bacterias, son inhibidos por concentracións micromolares baixas de glifosato. Os encimas de clase II, que se encontran noutras bacterias, son resistentes á inhibición do glifosato.
Vía do shiquimato
A EPSP sintase participa na biosíntese dos aminoácidos aromáticos fenilalanina, tirosina e triptófano pola vía do shikimato en bacterias, fungos e plantas. A EPSP sintase prodúcese só en plantas e microorganismos; o seu xene está ausente en mamíferos e outros animais. A flora intestinal dalgúns animais posúe EPSPS.
Reacción
A EPSP sintase cataliza a reacción que converte o shikimato-3-fosfato máis fosfoenolpiruvato en 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato (EPSP) pola vía dun intermediario tetraédrico similar a un acetal. Os aminoácidos básicos e ácidos do sitio activo están implicados na desprotonación do grupo hidroxilo do fosfoenolpiruvato nos pasos de intercambio de protóns relacionados co propio intermediario tetraédrico.
600px
Os estudos de cinética encimática para esta reacción determinaron a secuencia específica e a enerxética de cada paso do proceso. Unha lisina con carga neutra (lys-22) actúa como unha base xeral, desprotonando o grupo hidroxilo do shikimato 3-fosfato (S3P) de tal xeito que o oxianión resultante pode atacar o átomo de carbono máis electrófilo do fosfoenolpiruvato. Un residuo de ácido glutámico (glu-341) actúa como ácido xeral doando un protón. O glu-341 desprotonado actúa despois como base, captando novo o seu protón, e o grupo S3P é expulsado e protonado pola lisina protonada.
Diana de herbicidas
A EPSP sintase é a diana biolóxica do herbicida glifosato. O glifosato é un inhibidor competitivo da EPSP sintase, actuando como un análogo do estado de transición que se une máis estreitamente ao complexo EPSPS-S3P que o fosfoenolpiruvato e inhibe a vía do shikimato. Esta unión leva á inhibición da catálise do encima e pecha a vía. Finalmente, isto ten como resultado a morte do organismo pola falta de aminoácidos aromáticos que o organismo necesita para sobrevivir.
Os científicos de Monsanto identificaron unha versión do encima que tanto era resistente ao glifosato coma seguía sendo bastante eficiente para impulsar un correcto crecemento da plantas despois de que os investigadores fixeron moitos ensaios e erros nunha cepa de Agrobacterium chamada CP4 (). A cepa CP4 podía sobrevivir nunha columna alimentada con lixo nunha instalación de produción de glifosato. O encima EPSP sintase CP4 foi preparado por enxeñaría en varias especies de plantas de cultivo modificadas xeneticamente.
Notas
Véxase tamén Bibliografía
Categoría:Transferases