Los científicos que se especializan en estudiar la coreografía átomo por átomo de las enzimas han revelado nuevos conocimientos sobre la función de la isopenicilina N sintasa, una enzima necesaria para producir algunos de los antibióticos más importantes del mundo.

El equipo de científicos de la Universidad de Oxford, Diamond Light Source y Berkeley Lab utilizaron una combinación de métodos de rayos X para generar un guión gráfico de acción que muestra cómo la isopenicilina N sintasa remodela una molécula precursora lineal en una molécula distintiva de doble anillo. Esta molécula de dos anillos es la plantilla estructural inicial para una gran clase de moléculas complejas con propiedades antibióticas conocidas como beta-lactámicos.

"La penicilina es uno de los primeros antibióticos descubiertos y todavía se usa ampliamente, pero el proceso biológico que es responsable de la formación de penicilina y antibióticos cefalosporínicos relacionados no se comprende completamente, "dijo Jan Kern, un científico del personal de Berkeley Lab y uno de los autores principales del nuevo estudio. "Usamos nuestro enfoque de 'película molecular' para tomar instantáneas de la enzima mientras reacciona con su sustrato y oxígeno molecular, y ahora podemos comprender mejor los primeros pasos en esta reacción de cierre del anillo ".

Según Kern, Los nuevos detalles ayudarán a los científicos a modificar la isopenicilina N sintasa para sintetizar otros antibióticos novedosos y también tendrán implicaciones para comprender el mecanismo de reacción de un grupo más grande de enzimas relacionadas. incluidos los implicados en la reparación del ADN / ARN y la respuesta del tejido humano al bajo nivel de oxígeno.

El enfoque del equipo combina datos cristalográficos de rayos X y espectroscópicos de rayos X para examinar el movimiento de átomos específicos en diferentes momentos de una reacción. En el caso de la isopenicilina N sintasa, Los científicos estudiaron cómo un átomo de hierro en el sitio activo de la enzima interactúa con el oxígeno molecular (O ₂ ) para catalizar la reacción de formación de anillos. Los datos se recopilaron en Diamond Light Source, en el Reino Unido; la fuente de luz compacta Sub Angstrom en Japón y la fuente de luz coherente Linac (LCLS) en el SLAC National Accelerator Laboratory.

El estudio fue publicado en Avances de la ciencia .