Primeira Caracterização Bioquímica de um Ciclo do Ácido Metilcítico da Cepa 168 de Bacillus subtilis

O genoma da cepa 168 de Bacillus subtilis contém o operão do gene metabólico da célula mãe (mmg) que codifica homólogos do ciclo do ácido metilcítico. Mostramos que os três genes, mmgDE e yqiQ(mmgF), fornecem três dos cinco passos do ciclo do ácido metilcítico. Também demonstramos que o quarto passo pode ser fornecido por citB (aconitase), e sugerimos que o quinto passo ausente, a propionil-CoA sintase, provavelmente é pulado porque a β-oxidação de ácidos graxos metilramificados pelos enzimas codificados por mmgABC deve produzir propionil-CoA. Também notamos uma interessante bioquímica para MmgD e MmgE. Primeiro, MmgD é uma citrato sintase/bicitrate sintase bifuncional com uma atividade 2,3 vezes maior como bicitrate sintase. Esta enzima catalisa a formação de (2S,3R)- ou (2R,3S)-2-bicitrato, mas os relatos de sintases de 2-bicitrato de outras espécies indicaram que elas produziam o isômero (2S,3S). No entanto, mostramos que MmgD e PrpC (de Escherichia coli) de fato produzem o mesmo estereoisômero. Em segundo lugar, a enzima MmgE não é uma desidratase estereoespecífica de 2-bicitrato porque pode desidratar pelo menos dois dos quatro diastereômeros de 2-bicitrato para gerar (E)-2-methylaconitate ou (Z)-2-methylaconitate. Também mostramos pela primeira vez que o homólogo de E. coli PrpD exibiu a mesma falta de estereoespecificidade. No entanto, os caminhos fisiológicos seguem via (Z)-2-methylaconitate, que serviu como substrato para a enzima citB na síntese de 2-methylisocitrate. Completamos nossa caracterização deste caminho mostrando que o 2-methylisocitrate produzido pela CitB é convertido em piruvato e succinato pela enzima YqiQ(MmgF).