Microcistina-LR
La microcistina-LR ( MC-LR ) es una toxina producida por cianobacterias . Es la más tóxica de las microcistinas .
Las microcistinas son heptapéptidos cíclicos . Los siete aminoácidos que están involucrados en la estructura de una microcistina incluyen un β-aminoácido único ( ADDA ). Contiene alanina ( D -ala), D -β-metil-isoaspartato ( D -β-Me-isoAsp) y ácido glutámico ( D -glu). Además, las microcistinas contienen dos residuos variables, que marcan la diferenciación entre variantes de microcistinas. Estos dos elementos variables son siempre L -aminoácidos estándar . En microcistina-LR estos son leucina y arginina .
Hasta la fecha se han identificado más de 250 microcistinas, [1] que representan diferencias en los dos residuos variables y algunas modificaciones en los otros aminoácidos. Estas modificaciones incluyen la desmetilación de Masp y Mdha y la metilesterificación de D -Glu. Diferentes microcistinas tienen diferentes perfiles de toxicidad, y se encontró que la microcistina-LR es la más tóxica. [2] [3]
Las microcistinas son pequeños péptidos no ribosómicos . En Microcystis aeruginosa , la microcistina-LR es sintetizada por proteínas codificadas por un grupo de genes de microcistina de 55 kb ( mcy ) que contiene 6 genes grandes (más de 3 kb) que codifican proteínas con actividad de policétido sintasa , actividad de péptido sintasa no ribosomal ( mcyA-E y G ) y 4 genes más pequeños ( mcyF y HJ ). Estas grandes proteínas están formadas por diferentes dominios proteicos , denominados "módulos", cada uno de los cuales tiene su propia función enzimática específica. [4]Aunque los sistemas enzimáticos involucrados en la biosíntesis de microcistinas no son idénticos entre todas las cianobacterias, existen grandes similitudes y la mayoría de las enzimas esenciales se conservan. [4] [5]
La biosíntesis de microcistina-LR en Microcystis aeruginosa comienza con el acoplamiento de fenilacetato a la enzima mcyG . En una serie de reacciones, catalizadas por diferentes módulos enzimáticos así como por diferentes enzimas, se forma la microcistina-LR. La ruta completa de biosíntesis de microcistina-LR en Microcystis aeruginosa se ilustra en la figura.
Los primeros pasos de la síntesis implican la inserción de varios átomos de carbono y oxígeno entre el grupo acetilo y fenilo . Esta parte de la síntesis es catalizada por dominios enzimáticos que poseen actividad β-cetoacilsintasa, aciltransferasa, C-metiltransferasa y cetoacil reductasa. Al final de esta etapa, es decir, tras la primera condensación del glutamato, se forma el aminoácido Adda. [4]La segunda parte de la síntesis implica la condensación de los aminoácidos que componen la microcistina. Así, en el caso de la microcistina-LR, la condensación consecutiva de los aminoácidos ácido glutámico, metildehidroalanina, alanina, leucina, ácido metilaspártico y arginina conduce al producto acoplado. Un ataque nucleofílico del nitrógeno en el residuo de Adda da como resultado la liberación de la microcistina-LR cíclica. [4]
