La piruvato cinasa de músculo de conejo fue la primera enzima en la que se describió el efecto activador del K+ [Kachmar y Boyer, 1953 J. Biol. Chem. 200, 669-682]. Esta propiedad la comparten la mayoría de las piruvato cinasas caracterizadas, sin embargo hay algunas que exhiben actividad independiente de K+. Las piruvato cinasas que dependen de K+ tienen Glu en posición 117 mientras que la mayor parte de las enzimas que son independientes de K+ poseen Lys en esta posición. A este respecto, Laughlin y Reed (1997)]. demostraron que Lys provee la carga interna que substituye el efecto activador del K+ [Laughlin, L. T., and Reed, G. H. (1997) Arch. Biochem. Biophys. 348, 262-267]. En nuestro laboratorio, se realizó un trabajo sobre la filogenia de la familia de la piruvato cinasa [Oria-Hernández, J., Riveros-Rosas, H. and Ramírez-Silva, L. (2006) J. Biol. Chemistry 281, 30717-30724]. Los resultados demostraron que el árbol filogenético es dicotómico y divide a la piruvato cinasa en dos grandes grupos. El 46% de las 230 secuencias presentan Lys en posición 117 mientras que el resto está ocupado por Glu; es decir, existe una estricta correlación entre la dicotomía del árbol y la dependencia de la actividad por K+. Asimismo encontramos una covariación con el residuo 117, el 77% de las piruvato cinasas que presentan Lys en posición 117, poseen Leu113/Gln114/Ile, Val ó Leu 120; mientras que el 80% de las enzimas que tienen Glu117, poseen Thr113/Lys114/Thr120. Con estos antecedentes nos interesó construir las mutantes sencillas E117K, T113L, K114Q, T120L. La correlación más fuerte es entre la posición 117 y 113 (98-99%); por lo que nos intereso iniciar el estudio por la mutante T113L y encontramos que la substitución de Thr por Leu agranda el sitio de unión al catión monovalente y lo hace más específico por grupos aminos lo que podría explicar la covariación de Lys 117 con la Leu 113. Con estos resultados es muy importante estudiar el comportamiento de la doble mutante E117K/T113L y estudiar como las otras mutaciones sencillas K114Q y T120L, se suman para poder obtener la expresión de altas actividades catalíticas de la piruvato cinasa en ausencia de catión monovalente. Así pues una vez que se estudie la contribución de cada una de las mutantes sencillas, se pretende caracterizar funcional y estructuralmente las triples mutantes E117K/T113L/T120L y E117K/K114Q/T113L y la cuádruple mutante E117K/T113L/K114Q/T120L.

A pesar de los amplios estudios realizados en torno al papel del catión monovalente en la catálisis de la piruvato cinasa de músculo de conejo, éste no ha sido completamente explicado. A la fecha no existe ningún reporte de la estructura del sitio activo en ausencia de K+ así como tampoco de ninguna de las piruvato cinasa independientes de catión monovalente. Hasta el momento, todas las estructuras cristalográficas de la piruvato cinasa que se han descrito están en presencia de catión monovalente. Salvo por un estudio cinético realizado en nuestro laboratorio [Oria y col. (2005) J. Biol. Chem. 280, 37924-37929] no hay datos cinéticos realizados en ausencia de K+ en piruvato cinasas dependientes de K+. Aunado a esta falta de información, está la interesante observación que obtuvimos del estudio filogenético de la familia de la piruvato cinasa que demuestra que el grupo de secuencias de las piruvato cinasas independientes de K+ son casi tan abundantes como las secuencias del grupo de piruvato cinasas dependientes de K+. Asimismo, la covariación de los residuos presentes en las posiciones 117, con aquellos en las posiciones 113, 114 y 120 indica que cada uno de estos residuos debe tener alguna participación en la manifestación de la actividad catalítica independiente de catión monovalente. Así pues, el estudio de las mutantes individuales K114Q y T120L, las dobles E117K/T113L y T113/T120L; triples E117K/T113L/T120L y E117K/K114Q/T113L y cuádruple E117K/T113L/K114Q/T120L nos permitirá entender el papel de cada uno de estos residuos en la activación por catión monovalente de la piruvato cinasa._x000D_ _x000D_