Análisis de la región catalítica de agmatinase like protein (ALP).

Abstract

La agmatina es una amina que es hidrolizada por la enzima agmatinasa a putrescina y urea generando una vía alternativa de la síntesis de poliaminas. Esta amina posee propiedades de neurotransmisor y múltiples acciones farmacológicas. En el Laboratorio de Enzimología de la Universidad de Concepción se realizó el clonamiento de una proteína expresada en cerebro de rata con actividad agmatinasa in vitro, la cual fue denominada “agmatinase like protein” (ALP). Esta enzima contiene en su C-terminal un dominio LIM, el cual cumple un rol de regulación auto inhibitoria. ALP requiere manganeso para su actividad catalítica, al igual que las enzimas de la familia ureahidrolasas, sin embargo, posee un bajo grado de identidad con respecto a otras agmatinasas conocidas, por lo que, se desconoce la región y los residuos críticos en la secuencia que participan en la interacción con el cofactor metálico y en el proceso catalítico. En este trabajo a través de herramientas bioinformáticas, se generó un modelo comparativo estructural de ALP a partir del cual se han propuesto residuos putativos que estarían coordinando con los iones de Mn2+. Utilizando este modelo se generaron dos mutantes simples (E288A y D217A), una mutante doble (E288A/K290A) y una mutante triple (N213A/Q215A/D217A), ninguna de las cuales presentó actividad agmatinasa. Estos resultados apoyan nuestro modelo propuesto para los residuos que serían relevantes en la actividad catalítica de ALP y que se dan a conocer en el presente trabajo.

Agmatine is an amine that is hydrolyzed by the enzyme agmatinase to putrescine and urea, generating an alternative pathway for polyamine synthesis. This amine possesses neurotransmitter properties and multiple pharmacological actions. In the Enzymology Laboratory of the University of Concepción, the cloning of a protein expressed in rat brain with in vitro agmatinase activity was carried out, which was called "agmatinase like protein" (ALP), this enzyme contains in its C-terminal a LIM domain, which fulfills a role of auto-inhibitory regulation. ALP requires manganese for its catalytic activity, like the enzymes of the ureahydrolase family, however, it has a low degree of identity with respect to other known agmatinases, therefore, the region and critical residues in the sequence that they participate in the interaction with the metallic cofactor and in the catalytic process. In this work, through bioinformatics tools, a structural comparative model of ALP was generated, from which putative residues that would be coordinating with Mn2+ ions have been proposed. Two single mutants (E288A and D217A), one double mutant (E288A/K290A) and one triple mutant (N213A/Q215A/D217A) were generated from this model, none of which did present agmatinase activity. These results support our proposed model for the residues that would be relevant in the catalytic activity of ALP and that are disclosed in the present work.