Papel del extremo N-terminal de la betaina homocisteína metiltransferasa en su actividad y oligomerización

Abstract

La betaína homocisteína metiltransferasa (BHMT) es una enzima homo-tetramérica del ciclo de la metionina, que cataliza una de las reacciones de remetilación de homocisteína (Hcy), utilizando betaína como donante de grupos metilo y generando dimetilglicina y metionina. El osmolito betaína se adquiere en la dieta o se produce en la oxidación mitocondrial de colina. Así, se recupera uno de los tres grupos metilo utilizados en la síntesis de colina por la ruta de transmetilación. Recientemente, se ha descrito la existencia de una BHMT-2, que utiliza metilmetionina (vitamina U) como donante de grupos metilo, generando dos moléculas de metionina por cada Hcy. Existe una gran conservación se secuencia entre BHMTs (95% idénticas rata vs. humano), sin embargo BHMT y BHMT-2 presentan importantes diferencias. Así, BHMT tiene una extensión de ~30 residuos en su C-terminal, una inserción de 9 aminoácidos (87-96), y su N-terminal constituye una de las zonas más divergentes. Con el fin de averiguar el papel de las diferencias en el N-terminal, hemos llevado a cabo la mutación de residuos de esa zona y su delección en BHMT. Las proteínas mutantes se han producido como proteínas de fusión a inteina en E. coli BL21(DE3), escindiéndose con 2-mercaptoetanol durante la purificación. Se han analizado los efectos en actividad y oligomerización, observándose que los mutantes K8A, K10A y K8A-K10A presentan ~35% de la actividad BHMT wild type, sin afectarse su estado de asociación. Otros mutantes en residuos conservados en esa zona, reducen su actividad (70-50%) y provocan grandes cambios en afinidad, aumentando la de Hcy y en algún caso disminuyendo la de betaina. De ello, podemos concluir que el N-terminal tiene un papel importante en la unión de sustratos.