Variant P450/P411 derivada de BM3

Grup J · Química i Enginyeria de Proteïnes 2025-2026

Seqüència problema

Aquesta és la cadena aminoacídica analitzada. La identificació de la proteïna o del constructe es fa a partir d’aquesta seqüència, i totes les correspondències amb UniProt, PDB, CATH/ECOD o AlphaFold s’han d’interpretar en relació amb aquesta numeració.

>JC J | 2025-2026 | seqüència problema
MTIKEMPQPKTFGELKNLPLLNTDKPVQALMKIADELGEIFKFEAPGRVTRYLSSQRLIKEACDESRFDKNLSQALKFVR
DFLGDGLATSWTHEKNWKKAHNILLPSFSQQAMKGYHAMMVDIAVQLVQKWERLNADEHIEVSEDMTRLTLDTIGLCGFN
YRFNSFYRDQPHPFIISMVRALDEVMNKLQRANPDDPAYDENKRQFQEDIKVMNDLVDKIIADRKARGEQSDDLLTQMLN
GKDPETGEPLDDGNIRYQIITFLLAGHEGSHGLLSFALYFLVKNPHVLQKVAEEAARVLVDPVPSYKQVKQLKYVGMVLN
EALRLWPTVPAFSLYAKEDTVLGGEYPLEKGDEVMVLIPQLHRDKTVWGDDVEEFRPERFENPSAIPQHAFKPFGNGQRA
SIGQQFALHEATLVLGMMLKHFDFEDHTNYELDIKETLSLKPKGFVVKAKSKKIPLGGIPSPSTLEHHHHHH

Seqüència extreta del fitxer FASTA oficial de selecció 2025-2026. Longitud: 472 aminoàcids. Cisteïnes: 63, 157.

Identificació i estructura de referència

La seqüència anterior defineix la molècula analitzada i evita confondre el nom abreujat del sistema amb una proteïna natural completa. La cerca a RCSB PDB proporciona com a estructura de referència 5UCW entitat 1, amb cobertura de la seqüència 100.0%, identitat 100.0% i resolució 1.7 Å. La longitud de la seqüència analitzada és de 472 aminoàcids. Registre UniProt candidat P14779 (citocrom P450/NADPH–P450 reductasa bifuncional), vinculat a l’entitat PDB recomanada. Gen: cyp102A1.

Camp	Valor
UniProt / gen	P14779; gen: cyp102A1
EC / BRENDA	no assignat
Estructura principal	5UCW entitat 1; difracció de raigs X, 1.7 Å
Cobertura i identitat	100.0% de cobertura; 100.0% d’identitat
Dominis i plegament	domini hemo de citocrom P450, CATH 1.10.630.10; el constructe correspon al domini catalític i no a BM3 completa
Estructura secundària i lectura ChimeraX	làmina β: 4, hèlix: 23, regions no assignades: 1; exemples: làmina β 40-45, 48-53, 353-357, 331-336, 68-71; làmina β 140-141, 446-451, 422-425; làmina β 340-342, 346-348; làmina β 434-436, 440-442; hèlix 12-16; hèlix 17-22; hèlix 25-38; hèlix 55-63
Lligands o cofactors a revisar	No s’han identificat lligands no polimèrics en aquesta entrada PDB; els pèptids, cadenes associades o socis polimèrics s’han de revisar per separat.
Trets de constructe	etiqueta d’histidines 467-472 (HHHHHH); cisteïnes a [63, 157]

Funcionalment, el domini P450/P411 deriva de CYP102A1/BM3. Els P450 naturals hidroxilen àcids grassos mitjançant activació d’oxigen al ferro-hemo, mentre que les variants P411 poden redirigir la reactivitat cap a transferència de carbè i ciclopropanació. 5UCW correspon a una variant del domini hemo de CYP102A1/BM3. L’anàlisi se centra en el domini P450/P411 i no en la proteïna BM3 completa amb dominis reductasa.

Paràmetre	Valor
Proteïna o constructe	P450/P411
Estructura de referència	5UCW
Longitud	472 aa
Trets rellevants	His 467-472; domini hemo

Arquitectura molecular

El domini P450 és majoritàriament helicoidal i envolta el grup hemo. La posició del ferro, el lligand axial i la cavitat de substrat defineixen la reactivitat.

Figura 1 del grup J — **Figura 1.** P450/P411: vista global del plegament.

Figura 2 del grup J — **Figura 2.** P450/P411: elements d’estructura secundària.

Lloc funcional i mecanisme

Els P450 naturals activen oxigen sobre el ferro-hemo. En variants P411, canvis a l’entorn de l’hemo modulen la química i poden afavorir reaccions no naturals.

**Figura.** Cicle catalític general dels citocroms P450, útil per situar l’activació de l’oxigen al ferro-hemo. Font: Wikimedia Commons, CYP mechanism.

La interpretació estructural i funcional d’aquest sistema es pot situar en el context de la literatura experimental corresponent (Coelho et al., 2013).

Figura 3 del grup J — **Figura 3.** P450/P411: regió funcional o cavitat principal.

Figura 4 del grup J — **Figura 4.** P450/P411: superfície molecular.

Modificacions i variants

Per al domini P450/P411, els residus funcionals principals són els que configuren l’hemo, el lligand axial i la cavitat de substrat. Les anotacions de BM3 completa sobre dominis FMN/FAD o regió reductasa només són contextuals si aquests dominis no són presents al constructe estructural.

Relació seqüència-estructura-funció

Les mutacions del domini hemo s’han de connectar amb la geometria del centre actiu, l’accés del substrat i l’estat electrònic del ferro. FMN/FAD pertany al context de BM3 completa.

Figura 5 del grup J — **Figura 5.** P450/P411: contactes amb lligands o cofactors.

Figura 6 del grup J — **Figura 6.** P450/P411: interfície o estat oligomèric.

Figura 7 del grup J — **Figura 7.** P450/P411: detall de residus rellevants.

Figura 8 del grup J — **Figura 8.** P450/P411: representació complementària del model.

Figura 9 del grup J — **Figura 9.** P450/P411: vista global del plegament.

Figura 10 del grup J — **Figura 10.** P450/P411: elements d’estructura secundària.

Referències

Coelho, P. S. et al. (2013). Olefin cyclopropanation via carbene transfer catalyzed by engineered cytochrome P450 enzymes. Science. doi: 10.1126/science.1231434. Per al context de BM3: Whitehouse, C. J. C. et al. (2012), doi: 10.1039/C1CS15192D.