Scoperta di enzimi citocromo P450 non canonici in natura

Lo studio rappresenta una scoperta rivoluzionaria nel campo della biochimica enzimatica, in quanto sfida un principio universalmente accettato da decenni: la conservazione assoluta della cisteina prossimale nel sito attivo dei citocromi P450. I citocromi P450 sono una superfamiglia di metalloenzimi eme-ligati che catalizzano l'idrossilazione di legami C-H non attivati, reazioni fondamentali nel metabolismo degli xenobiotici e dei prodotti naturali. La metodologia adottata dai ricercatori combinava approcci bioinformatici sofisticati con caratterizzazione biochimica e determinazione strutturale mediante cristallografia. La ricerca sistematica ha permesso di identificare 20 distinte famiglie di ncCYPs codificate in diversi genomi microbiali, suggerendo una distribuzione biologica più ampia di quanto precedentemente apprezzato. La caratterizzazione del CYP ligato da serina ha rivelato proprietà catalitiche notevoli, con uno stato ferrico ad alto spin al riposo e capacità di catalizzare sia reazioni di riduzione dell'azide che di inserzione di nitrene, reazioni chimicamente sofisticate e biologicamente rilevanti. Particolarmente significativa è la scoperta del primo CYP nativo ligato da selenocisteina, un residuo estremamente raro nelle proteine naturali e associato a proprietà catalitiche uniche. La struttura cristallina del CYP ligato da serina ha confermato il tipico ripiegamento strutturale dei CYP pur evidenziando il legame tra l'alcossido di serina e il gruppo eme, dimostrando plasticity strutturale maggiore rispetto alle conoscenze precedenti. Questi risultati hanno implicazioni profonde per la comprensione dell'evoluzione enzimatica e la possibilità di ingegnerizzare nuovi catalizzatori biochimici.