FPU2025-Capturando la dinámica catalítica de flavoenzimas con XFELs

Comprender cómo las enzimas convierten energía química en movimiento electrónico controlado es esencial para explicar procesos fundamentales de la vida y desarrollar aplicaciones biotecnológicas. Las flavoenzimas y otras proteínas redox desempeñan un papel crucial en el metabolismo celular, catalizando reacciones de transferencia electrónica que sustentan la vida. Entre ellas, las ferredoxina/flavodoxina NADP⁺ reductasas (FNR) y las ferredoxina/flavodoxina–ferredoxina reductasas (FFTR) son ejemplos paradigmáticos de flavoenzimas homodiméricas que median procesos redox esenciales en bacterias y organismos fotosintéticos. A pesar de los avances estructurales y bioquímicos, aún se desconoce cómo las dinámicas conformacionales y las interacciones con el cofactor modulan la eficiencia catalítica y la regulación alostérica. Este proyecto de tesis doctoral tiene como objetivo capturar y caracterizar intermedios estructurales transitorios durante los ciclos catalíticos de FNR y FFTR mediante cristalografía a temperatura ambiente en XFELs, una técnica de vanguardia que permite observar procesos catalíticos en condiciones casi fisiológicas y con resolución femtosegundo. El trabajo integrará cristalografía a temperatura ambiente, espectroscopía ultrarrápida y simulaciones de dinámica molecular para revelar cómo la unión del flavín y del NAD(P)H desencadena cambios cooperativos y asimétricos en el homodímero, contribuyendo a una visión unificada de la catálisis enzimática.