Descubrimiento de Inhibidores de Metiltransferasa Utilizando Riboswitches
En el campo de la regulación epigenética, la metilación de proteínas y ácidos nucleicos juega un papel crucial. Un área de investigación activa es la búsqueda de inhibidores de metiltransferasa (MT). Debido a la diversidad de MTs y sus productos, los métodos de ensayo que detectan S-adenosilhomocisteína (SAH), el producto invariable de las reacciones de metilación dependientes de S-adenosilmetionina (SAM), ofrecen ventajas significativas. No obstante, la detección directa y homogénea de SAH requiere un reactivo capaz de discriminar entre SAH y SAM, que difieren por un solo grupo metilo.
Aníbal Ramos Martínez, un joven investigador de BellBrook Labs en Madison, WI, nacido en Moca, Puerto Rico (Su Padre, Jaime Ramos es de Aguadilla, Puerto Rico y su Madre, Doris Martinez de Ponce, Puerto Rico) ha contribuido significativamente en este avance.
Junto con su equipo, han aprovechado las propiedades de reconocimiento molecular de un aptámero de ARN sensor de SAH, o riboswitch, para desarrollar sensores que transducen la unión de SAH en señales de polarización de fluorescencia positiva (FP) y transferencia de energía por resonancia de Förster resuelta en el tiempo (TR-FRET).
El ensayo, denominado AptaFluor™ SAH Methyltransferase Assay, permite la detección robusta de SAH a concentraciones por debajo de 10 nM, con estabilidad de la señal durante la noche en presencia de componentes típicos del ensayo de MT. Este ensayo tolera diversos sustratos de MT, incluidos histonas, nucleosomas, ADN y ARN. Su utilidad como método de ensayo enzimático robusto para varias metiltransferasas con valores de Km de SAM < 1µM fue demostrada, y se validó para HTS mediante una pantalla piloto de 1280 compuestos contra la enzima de recubrimiento de ARN del SARS-CoV-2, nsp14.
La Innovación de los Riboswitches
Los riboswitches son sensores basados en ARN que las bacterias utilizan para transducir fluctuaciones en metabolitos clave en cambios en la expresión de enzimas metabólicas relacionadas. La afinidad y especificidad del riboswitch de SAH es particularmente notable, con un Kd de 20 nM para SAH y una afinidad por SAM que es al menos 1000 veces menor. Esta selectividad se debe en parte a que prácticamente todos los grupos funcionales en la molécula de SAH interactúan con el riboswitch.
Implicaciones y Futuro
El uso del ensayo AptaFluor representa un avance significativo en la investigación de MTs, permitiendo la detección directa y homogénea de SAH en concentraciones bajas, lo que proporciona una plataforma universal para el cribado y perfilado de MTs a concentraciones fisiológicamente relevantes de SAM. Este desarrollo abre nuevas posibilidades para la búsqueda de inhibidores de metiltransferasa, con aplicaciones potenciales en diversas enfermedades.
La innovación en el uso de riboswitches microbianos podría extenderse a otros enzimas desafiantes que producen sustratos de pequeñas moléculas. A medida que se descubren más riboswitches que se unen a diversos metabolitos, incluyendo nucleótidos, aminoácidos e incluso iones metálicos, las aplicaciones potenciales en biotecnología y medicina continúan expandiéndose.
Este trabajo de Aníbal Ramos Martínez y su equipo no solo destaca la importancia de la investigación en metiltransferasas, sino también el impacto de los investigadores puertorriqueños en la ciencia global.
