Diguanilato ciclasa


En enzimología , la diguanilato ciclasa , también conocida como diguanilato quinasa ( EC 2.7.7.65 ), es una enzima que cataliza la reacción química :

Los sustratos de las ciclasas de diguanilato (DGC) son dos moléculas de trifosfato de guanosina (GTP) y los productos son dos moléculas de difosfato y una molécula de di-3 ', 5'-guanilato cíclico ( di-GMP cíclico ).

La degradación del di-GMP cíclico a monofosfato de guanosina (GMP) es catalizada por una fosfodiesterasa (PDE).

Las diguanilato ciclasas se caracterizan por los motivos de secuencia de aminoácidos conservados “ GGDEF ” ( Gly- Gly- Asp - Glu - Phe ) o “GGEEF” (Gly-Gly-Glu-Glu-Phe), que constituyen el dominio del sitio activo de DGC . [1] Estos dominios se encuentran a menudo acoplados a otros dominios de señalización dentro de proteínas multidominio . A menudo, los dominios GGDEF con actividad DGC se encuentran en las mismas proteínas que los dominios EAL (Glu- Ala - Leu ) de fosfodiesterasa específica de c-di-GMP (PDE) . [2] [3]

Se cree que DGC solo es activo como un dímero que consta de dos subunidades , ambas con dominios GGDEF. [4] El sitio activo (o catalítico) está ubicado en la interfaz entre las dos subunidades, cada una de las cuales se une a una molécula de GTP. (Consulte la sección Mecanismo de activación y regulación para obtener más información).

La similitud de secuencia débil y la similitud de estructura secundaria pronunciada entre los dominios de GGDEF y los dominios catalíticos de las adenilato ciclasas (AC) han llevado a la hipótesis de que las DGC y las AC comparten un pliegue similar. [5] Esto se verificó con la resolución de la estructura cristalina del DGC PleD de Caulobacter crescentus en complejo con c-di-GMP. [4] Como se muestra en la figura, el PleD activo, que se muestra como un dímero, está compuesto por el dominio DCG catalítico (marcado como DGC) y dos dominios receptores similares a CheY (marcado como D1 / D2). El dominio DGC de cada subunidad está unido a los dos dominios similares a CheY mediante una cadena de enlace peptídico flexible. [4] El dominio DCG se parece mucho al dominio del núcleo catalítico de CA que consta de una hoja β de cinco hebras rodeada de hélices .


Estructura del PleD activo (dímero) que muestra dominios de diguanilato ciclasa (DGC) y similares a CheY (D1 / D2)
Mecanismo de activación y regulación a través de la inhibición del producto del DGC PleD de C. crescentus [4]
Formación de c-di-GMP: en el residuo PleD, E370 puede actuar como una base genérica y K332 puede estabilizar la carga en el estado de transición pentacoordinado