Dirigiéndose a la Oxidoreductasa GMC con pequeñas moléculas de alta afinidad para reducir la producción de patulina
Autores: Tragni, Vincenzo; Cotugno, Pietro; De Grassi, Anna; Cavalluzzi, Maria Maddalena; Mincuzzi, Annamaria; Lentini, Giovanni; Sanzani, Simona Marianna; Ippolito, Antonio; Pierri, Ciro Leonardo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Dirigiéndose a la Oxidoreductasa GMC con pequeñas moléculas de alta afinidad para reducir la producción de patulina
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Dinucleótido de flavina y adenina
Oxidoreductasa GMC
Vía biosintética de patulina
Sitio de unión del sustrato
Unión de FAD
Cribado virtual
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
La oxidoreductasa de glucosa metanol colina dependiente de dinucleótido de flavina adenina (GMC oxidoreductasa) es la enzima clave terminal de la vía biosintética de la patulina. La GMC oxidoreductasa cataliza el cierre anular oxidativo de ()-ascladiol a patulina. Actualmente, no se ha caracterizado experimentalmente ninguna proteína involucrada en la biosíntesis de patulina ni se ha resuelto mediante difracción de rayos X. En consecuencia, no se sabe nada sobre el sitio de unión del sustrato de la GMC oxidoreductasa y su modo de acción. En la presente investigación, se ha descrito un modelo comparativo 3D para la GMC oxidoreductasa. Además, se utilizó un enfoque computacional de múltiples pasos para identificar los residuos de la GMC oxidoreductasa involucrados en la unión de FAD y en el reconocimiento del sustrato. Notablemente, el modelo comparativo 3D obtenido de la GMC oxidoreductasa se utilizó para realizar un cribado virtual de una biblioteca química/farmacéutica, lo que permitió predecir nuevos ligandos de alta afinidad para la GMC oxidoreductasa que se probarían en ensayos in vitro/in vivo. Los ensayos in vitro realizados en presencia de 6-hidroxi-coumarina y meticrano, entre los ligandos de alta afinidad predichos, confirmaron una inhibición dependiente de la dosis (17-81%) de la producción de patulina por 6-hidroxi-coumarina (rango de concentración de 10 uM-1 mM), mientras que el fármaco aprobado meticrano inhibió la producción de patulina en un 43% ya a 10 uM. Además, 6-hidroxi-coumarina y meticrano causaron una reducción del 60% y 41% en la producción de patulina, respectivamente, in vivo en manzanas a 100 ug/herida.
Descripción
La oxidoreductasa de glucosa metanol colina dependiente de dinucleótido de flavina adenina (GMC oxidoreductasa) es la enzima clave terminal de la vía biosintética de la patulina. La GMC oxidoreductasa cataliza el cierre anular oxidativo de ()-ascladiol a patulina. Actualmente, no se ha caracterizado experimentalmente ninguna proteína involucrada en la biosíntesis de patulina ni se ha resuelto mediante difracción de rayos X. En consecuencia, no se sabe nada sobre el sitio de unión del sustrato de la GMC oxidoreductasa y su modo de acción. En la presente investigación, se ha descrito un modelo comparativo 3D para la GMC oxidoreductasa. Además, se utilizó un enfoque computacional de múltiples pasos para identificar los residuos de la GMC oxidoreductasa involucrados en la unión de FAD y en el reconocimiento del sustrato. Notablemente, el modelo comparativo 3D obtenido de la GMC oxidoreductasa se utilizó para realizar un cribado virtual de una biblioteca química/farmacéutica, lo que permitió predecir nuevos ligandos de alta afinidad para la GMC oxidoreductasa que se probarían en ensayos in vitro/in vivo. Los ensayos in vitro realizados en presencia de 6-hidroxi-coumarina y meticrano, entre los ligandos de alta afinidad predichos, confirmaron una inhibición dependiente de la dosis (17-81%) de la producción de patulina por 6-hidroxi-coumarina (rango de concentración de 10 uM-1 mM), mientras que el fármaco aprobado meticrano inhibió la producción de patulina en un 43% ya a 10 uM. Además, 6-hidroxi-coumarina y meticrano causaron una reducción del 60% y 41% en la producción de patulina, respectivamente, in vivo en manzanas a 100 ug/herida.