Estructura, mecanismo y evolución del último paso en la biosíntesis de vitamina C

Los organismos fotosintéticos, los hongos y los animales comprenden vías distintas para la biosíntesis de vitamina C. Además de esta diversidad, el paso biosintético final involucra de manera consistente una reacción de oxidación llevada a cabo por las aldonolactona oxidoreductasas. Aquí, estudiamos el origen y la evolución de las actividades diversificadas y las preferencias de sustrato que presentan estas flavoenzimas utilizando filogenia molecular, cinética, mutagénesis y experimentos cristalográficos. Encontramos evidencia clara de que comparten un ancestro común. Un aminoácido que interactúa con la flavina modula la reactividad con los aceptores de electrones, incluyendo el oxígeno, y determina si una enzima funciona como oxidasa o deshidrogenasa. Mostramos que algunos grupos laterales en la cavidad catalítica confieren selectividad estereoestructural a la reacción. La reconstrucción de la secuencia ancestral describe cómo estas posiciones críticas se fijaron a aminoácidos específicos a lo largo de la evolución de los principales clados eucariotas. Durante la evolución de Eukarya, las aldonolactona oxidoreductasas se adaptaron a las diversas demandas metabólicas mientras mantenían su función generadora de vitamina C.