Estrictosidina sintasa ( EC 4.3.3.2 ) una enzima clave en la biosíntesis de alcaloides . Cataliza la condensación de triptamina con secologanina para formar estrictosidina en una reacción formal de Pictet-Spengler :
Así, los dos sustratos de esta enzima son triptamina y secologanina , mientras que sus dos productos son 3-alfa (S) -strictosidine y H 2 O . Dado que la condensación de triptamina y secologanina es el primer paso comprometido en la síntesis de alcaloides, la estrictosidina sintasa juega un papel fundamental para la gran mayoría de las vías indol-alcaloides. [1]
Esta enzima pertenece a la familia de las liasas , específicamente las amina liasas, que escinden los enlaces carbono-nitrógeno. Puede aislarse de varias plantas productoras de alcaloides de la familia Apocynaceae (por ejemplo, Catharanthus roseus , Voacanga africana ). [2] El nombre sistemático de esta clase de enzimas es 3-alfa (S) -estrictosidina triptamina-liasa (formadora de secologanina) . Otros nombres de uso común incluyen estrictosidina sintetasa , STR y 3-alfa (S) -estrictosidina triptamina-liasa . Originalmente aislado de la planta Rauvolfia serpentina., una planta medicinal ampliamente utilizada en la medicina popular india, esta enzima participa en la biosíntesis de terpenoides y en la biosíntesis de alcaloides indol e ipecacuana , los cuales producen muchos compuestos con importantes propiedades fisiológicas y medicinales.
Según estudios estructurales de la estrictosidina sintasa de Rauvolfia serpentina , la triptamina se encuentra en la parte inferior del bolsillo, donde Glu 309 forma un enlace de hidrógeno con el grupo amina primaria del sustrato. Los residuos Phe 226 y Tyr 151, que se encuentran paralelos al anillo indol de la triptamina, estabilizan aún más su unión al fijar la triptamina en una estructura sándwich a través de interacciones pi-bond. [3]
Tras la unión del sustrato, la posición de la secologanina se encuentra en la entrada del bolsillo, donde los residuos His 307 e His 277 cargados positivamente se unen con el resto de glucosa de la secologanina. Se forma una base de Schiff entre el grupo aldehído de la secologanina y el grupo amina de la triptamina, a partir del cual Glu309 desprotona el carbono 2 de la triptamina. Esto permite la formación de estrictosidina bajo el cierre posterior del anillo mediante sustitución electrofílica, como se muestra en la imagen adyacente. [3]
La estrictosidina sintasa facilita la formación de 3-alfa (S) -estrictosidina al actuar como un andamio para aumentar las concentraciones locales de triptamina, secologanina y catalizadores ácidos. Su bolsa de unión también orienta adecuadamente el intermedio de iminio durante la ciclación para producir desintegramente sus productos alcaloides. A diferencia de los mecanismos detrás de la formación de varios compuestos de Pictet-Spengler, un intermedio de espiroindolenina que contiene un anillo de cinco miembros no se forma durante la síntesis de estrictosidina. Los cálculos teóricos indicaron que una interconversión directa del iminio a un anillo de seis miembros es varios órdenes de magnitud más rápida que la espiroindolenina. [4]