Catalytic Mechanism of Mycobacterium tuberculosis Methionine Sulfoxide Reductase A

Dublin Core

Title

Catalytic Mechanism of Mycobacterium tuberculosis Methionine Sulfoxide Reductase A

Subject

MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS
TUBERCULOSIS
MICOBACTERIAS
MECANISMO CATALITICO
QM/MM
ENERGIA LIBRE
UMBRELLA SAMPLING
METIONINA
SULFOXIDO
BIBLIOGRAFIA NACIONAL QUIMICA
2024

Abstract

The oxidation of Met to methionine sulfoxide (MetSO) by oxidants such as hydrogen peroxide, hypochlorite, or peroxynitrite has profound effects on protein function. This modification can be reversed by methionine sulfoxide reductases (msr). In the context of pathogen infection, the reduction of oxidized proteins gains significance due to microbial oxidative damage generated by the immune system. For example, Mycobacterium tuberculosis (Mt) utilizes msrs (MtmsrA and MtmsrB) as part of the repair response to the host-induced oxidative stress. The absence of these enzymes makes Mycobacteria prone to increased susceptibility to cell death, pointing them out as potential therapeutic targets. This study provides a detailed characterization of the catalytic mechanism of MtmsrA using a comprehensive approach, including experimental techniques and theoretical methodologies. Confirming a ping-pong type enzymatic mechanism, we elucidate the catalytic parameters for sulfoxide and thioredoxin substrates (kcat/KM = 2656 ± 525 M−1 s−1 and 1.7 ± 0.8 × 106 M−1 s−1, respectively). Notably, the entropic nature of the activation process thermodynamics, representing ∼85% of the activation free energy at room temperature, is underscored. Furthermore, the current study questions the plausibility of a sulfurane intermediate, which may be a transition-state-like structure, suggesting the involvement of a conserved histidine residue as an acid−base catalyst in the MetSO reduction mechanism. This mechanistic insight not only advances our understanding of Mt antioxidant enzymes but also holds implications for future drug discovery and biotechnological applications.

Creator

Sastre, Santiago
Manta, Bruno.
Semelak, Jonathan A.
Estrin, Dario
Trujillo Garré, Madia
Radi, Rafael
Zei, Ari

Source

ACS Publications

Publisher

Biochemistry, v.63, 2024. -- pp.533−544

Date

2024

Rights

Información sobre Derechos de Autor

(Por favor lea este aviso antes de abrir los documentos u objetos)

La legislación uruguaya protege el derecho de autor sobre toda creación literaria, científica o artística, tanto en lo que tiene que ver con sus derechos morales, como en lo referente a los derechos patrimoniales con sujeción a lo establecido por el derecho común y las siguientes leyes (LEY 9.739 DE 17 DE DICIEMBRE DE 1937 SOBRE PROPIEDAD LITERARIA Y ARTISTICA CON LAS MODIFICACIONES INTRODUCIDAS POR LA LEY DE DERECHO DE AUTOR Y DERECHOS CONEXOS No. 17.616 DE 10 DE ENERO DE 2003, LEY 17.805 DE 26 DE AGOSTO DE 2004, LEY 18.046 DE 24 DE OCTUBRE DE 2006 LEY 18.046 DE 24 DE OCTUBRE DE 2006)

ADVERTENCIA - La consulta de este documento queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso: Este documento es únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con fines de lucro. Esta reserva de derechos afecta tanto los datos del documento como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes debe indicarse el nombre de la persona autora.

Format

PDF

Extent

12 p.

Language

Inglés

Type

Artículo

Identifier

10.1021/acs.biochem.3c00504

Document Item Type Metadata

Original Format

PDF
Date Added
June 6, 2024
Collection
Bibliografía Nacional Química
Item Type
Document
Tags
, , , , , , , ,
Citation
Sastre, Santiago et al., “Catalytic Mechanism of Mycobacterium tuberculosis Methionine Sulfoxide Reductase A,” RIQUIM - Repositorio Institucional de la Facultad de Química - UdelaR, accessed November 17, 2025, https://riquim.fq.edu.uy/items/show/6803.