Inhibición de la Síntesis de Aminoácidos Aromáticos

Ahora que se ha entendido la importancia de la enzima EPSP sintasa, explicaremos como es que el glifosato funciona como un herbicida. Como puede verse en la Figura 11, las estructuras químicas del fosfoenolpiruvato (PEP) y del glifosato son muy similares.

 

Figura 11: Estructuras químicas del PEP y el glifosato.

El glifosato actúa como un inhibidor competitivo del PEP y se combina mas fuertemente al complejo EPSP sintasa-S3P de lo que lo hace PEP (el substrato natural). Sin embargo, al igual que el PEP, el glifosato no presenta afinidad por la enzima aislada; es decir, PEP o glifosato no se combinan con EPSP sintasa, sino al complejo EPSP sintasa-S3P. Una gran diferencia entre PEP y glifosato es que la tasa de disociación del complejo EPSP sintasa-S3P-glifosato es 2300 veces mas lenta que la tasa de disociación de EPSP sintasa-S3P-PEP. Debido a esto, una vez que el glifosato se combina con el complejo EPSP sintasa-S3P la enzima es virtualmente inactivada (Figura 12), por lo que los aminoácidos aromáticos no pueden ser sintetizados. Esto es lo que le da al glifosato su carácter herbicida.

Figura 12: Efecto del glifosato en EPSP sintasa.

El glifosato puede también ser considerado como un inhibidor no competitivo de la EPSP sintasa, con respecto a S3P. Hay ademas otros factores que contribuyen a la actividad herbicida del glifosato. La ruta metabólica del shikimato es normalmente controlada por un proceso conocido como inhibición por retroalimentación. En esta ruta metabólica, el arogenato (uno de los productos de esta ruta) es un potente inhibidor de la primera enzima dentro de la ruta metabólica del shikimato, 3-deoxi-D-arabino-heptolusonato-7-fosfato sintasa (DAHP sintasa) (Figura 13). La inhibición de EPSP sintasa por el glifosato resulta en menores niveles de arogenato, lo que causa una alteración de la ruta metabólica del shikimato debido a una mayor actividad de la DAHP sintasa.

El glifosato puede también ser considerado como un inhibidor no competitivo de la EPSP sintasa, con respecto a S3P. Hay ademas otros factores que contribuyen a la actividad herbicida del glifosato. La ruta metabólica del shikimato es normalmente controlada por un proceso conocido como inhibición por retroalimentación. En esta ruta metabólica, el arogenato (uno de los productos de esta ruta) es un potente inhibidor de la primera enzima dentro de la ruta metabólica del shikimato, 3-deoxi-D-arabino-heptolusonato-7-fosfato sintasa (DAHP sintasa) (Figura 13). La inhibición de EPSP sintasa por el glifosato resulta en menores niveles de arogenato, lo que causa una alteración de la ruta metabólica del shikimato debido a una mayor actividad de la DAHP sintasa.

Figura 13: DAHP sintasa

Ahora que se ha entendido la importancia de la enzima EPSP sintasa, explicaremos como es que el glifosato funciona como un herbicida. Como puede verse en la Figura 11, las estructuras químicas del fosfoenolpiruvato (PEP) y del glifosato son muy similares