Modelación matemática de las reacciones catalizadas por una CGTasa

Ponente(s): José Gabriel Rosales Castañeda, Dr. Roberto Alonso Sáenz Casas, Dra. Sara Guillermina Centeno Leija, M.I.P. Beatriz Velázquez Cruz

Las cicloglucanotransferasas (CGTasas) son enzimas que tienen la capacidad de romper los enlaces α(1-4) del sustrato de almidón para formar un intermediario glucosilo-enzima que posteriormente es transferido mediante reacciones de transglicosilación a una molécula aceptora produciendo así cuatro diferentes reacciones: hidrólisis, desproporción, acoplamiento y ciclación, siendo esta última, la reacción por la cual se producen las ciclodextrinas (CDs). Recientemente se caracterizó una nueva CGTasa termoacidofílica relacionada con Thermoanaerobacterales, conocida como CldA, que tiene una estructura y propiedades catalíticas duales amilasa/CGTasa nunca descritas, siendo capaz de diversificar sus productos en presencia de almidón. En este trabajo se proponen una serie de modelos matemáticos que describen las reacciones catalizadas por CldA, incluida la especificidad de la reacción para transferir los intermediarios de glucosilo-enzima a moléculas aceptoras como el agua y los oligosacáridos lineales. Los parámetros del modelo se estiman utilizando el método de cadenas de Markov y Monte Carlo, mostrando que nuestros modelos describen adecuadamente la cinética de las cuatro reacciones de CldA. Además, se evaluaron diferentes hipótesis relacionadas con las interacciones de los sustratos con la enzima durante la catálisis y cómo esta lleva a cabo las reacciones de hidrólisis y desproporción. Este trabajo proporciona una herramienta valiosa para modelar las reacciones de CGTasas poco comunes con una notable capacidad de diversificación de productos, abriendo la oportunidad de obtener información sobre el mecanismo catalítico o explicar los sistemas metabólicos asociados con el metabolismo del almidón.