Nuevo método de síntesis imita la forma en que las moléculas se formaron en los albores de la vida en la Tierra

El método, presentado en la revista Nature Chemistry, utiliza enzimas modificadas por “ingeniería de proteínas”

Universidad Autónoma de Barcelona

Esto es anE.coliFSA enzyme.view más

Crédito: CSIC

Los investigadores del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC-CSIC), con el apoyo del Servicio de Resonancia Magnética Nuclear de la Universitat Aut & # 242; noma de Barcelona (UAB) han desarrollado un método para sintetizar moléculas orgánicas muy selectiva, mediante el ensamblaje sencillo moléculas y utilizando una enzima de Frome. coli (FSA: aldolasa D-fructosa-6-fosfato), que actúa como un biocatalizador. Este es un importante paso adelante, ya que replica la formación de hidratos de carbono en condiciones parecidas a las que, presumiblemente, iniciaron la vida en la Tierra (condiciones prebióticas) y porque permite que las moléculas orgánicas relativamente grandes que se obtengan de forma muy selectiva y eficiente. Por otra parte, es un proceso con dos pasos, que no utiliza disolventes orgánicos y no genera residuos, y tiene un gran potencial en la química, en especial para la obtención de moléculas y principios activos de interés (medicamentos, suplementos, etc.).

Pere Clap & # 233; s, profesor de investigación con el CSIC que dirigió este proyecto, explica que en la síntesis de moléculas orgánicas “… no sólo es importante para ellos tener la estructura correcta, sino también el ángulo y la posición correcta en el espacio, ya que esto afecta a su función “. De hecho, este es uno de los principales problemas que pueden limitar la eficacia de los compuestos como medicamentos. En el caso de pentosas y hexosas, estos son los azúcares simples (monosacáridos) con cinco y seis átomos de carbono, respectivamente: cruciales para la vida gracias a su función en la producción de energía, la estructuración, la comunicación y el reconocimiento célula-célula. Los resultados presentados en la journalNature Chemistryshow que los científicos obtuvieron pentosas y hexosas por unión de formaldehído y glicolaldehído, con una modificación mínima con la secuencia de la enzima FSA.

Una enzima muy maleable

La enzima FSA fue descubierto en 2001 y su función fisiológica INE. coliis aún se desconoce. Se cree que es una enzima ancestral, y que es activo antes de una amplia gama de compuestos. Lo que sorprendió a los investigadores es que es una enzima muy maleable, mucho más que otros. Como resultado, con sólo un pequeño número de mutaciones genéticas en la enzima, su capacidad catalítica puede modularse y aumentó significativamente. Esto es lo que permite que la enzima adaptarse cuidadosamente con el fin de sintetizar varias moléculas a voluntad.

El metabolismo de hidratos de carbono en los seres vivos es un proceso complejo, forjada a lo largo de millones de años de evolución. No es una tarea fácil de llevar a cabo estos procesos en un frasco, ya sea mediante el ensamblaje de las enzimas que intervienen en el proceso o mediante la manipulación de las vías metabólicas de los organismos vivos. Tampoco es fácil de obtener los hidratos de carbono con los métodos químicos convencionales, que requieren varias etapas y el uso de disolventes orgánicos.

El procedimiento fue desarrollado por científicos en la biotransformación y Active Group moléculas del Consejo Superior de Investigaciones Científicas Español (CSIC), con el apoyo del Servicio de Resonancia Magnética Nuclear de la UAB. Pere Clap & # 233; s explica: “queremos demostrar que las herramientas de biocatálisis permiten a moléculas complejas que se obtienen a partir de otras más simples, que son, de hecho, los mismos utilizados en la naturaleza”. Y continúa: “A lo largo de millones de años, los organismos vivos han forjado estas estrategias metabólicas para obtener los carbohidratos que necesitan para sobrevivir.”

“El proceso es simple, imitando la formación prebiótica de hidratos de carbono a partir de compuestos que eran probablemente alrededor del mundo antes que la vida comenzó”, añade Teodor Parella, de la UAB.

Para estos investigadores, la ingeniería de proteínas, en particular, de los biocatalizadores, tiene un enorme potencial para la síntesis de moléculas naturales sostenible y sus productos derivados.

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