CIENTÍFICOS SINTETIZAN MOLÉCULAS EN CONDICIONES COMO LAS QUE INICIARON LA VIDA

El método, presentado en Nature Chemistry, utiliza enzimas modificadas por "ingeniería de proteínas".

Investigadores del CSIC en el Instituto de Química Avanzada de Cataluña han desarrollado un método para sintetizar moléculas orgánicas de forma muy selectiva, a partir del ensamblaje de moléculas sencillas y con la intervención de una enzima de E.Coli, que actúa como biocatalizador.



El avance es relevante porque imita la formación de carbohidratos en condiciones como las que presumiblemente iniciaron la vida en la Tierra y porque permite obtener moléculas orgánicas relativamente grandes con un nivel de selectividad y efectividad muy alto. Es, además, un proceso de pocos pasos, que no usa disolventes orgánicos ni genera residuos y que presenta un gran potencial en el campo de la química, especialmente en la obtención de moléculas y principios activos de interés (fármacos, suplementos o similares).

En el caso de las pentosas y hexosas, se trata de azúcares sencillos (monosacáridos) con cinco y seis átomos de carbono, respectivamente, cruciales para la vida por su función energética, estructural y de comunicación y reconocimiento entre células.

La enzima fue descubierta en el año 2001 y su función fisiológica en E. coli es todavía desconocida. Se cree que es una enzima ancestral, y que es activa frente a una gran variedad de compuestos. Lo sorprendente para los científicos es que se trata de una enzima muy maleable, mucho más que otras. En consecuencia, con tan sólo unas pocas mutaciones genéticas en la enzima se puede modular e incrementar de forma notable su capacidad catalítica. Es esto lo que permite adaptar la enzima de forma precisa para obtener la síntesis de moléculas diversas a voluntad.

El metabolismo de los carbohidratos en los organismos vivos es un proceso complejo, forjado durante millones de años de evolución. Llevar a cabo estos procesos en un matraz, ya sea reuniendo los enzimas involucrados en el proceso o manipulando las rutas metabólicas de organismos vivos no es tarea fácil. Tampoco es sencillo obtener carbohidratos con las metodologías químicas convencionales que requieren varias etapas y el uso de disolventes orgánicos.

"Se trata de un proceso simple, que mimetiza la formación prebiótica de carbohidratos a partir de compuestos probablemente presentes en un mundo anterior al origen de la vida", añade Teodor Parella, de la UAB. Para los investigadores, la ingeniería de proteínas y concretamente de biocatalizadores ofrece un enorme potencial en un futuro para la síntesis sostenible de moléculas naturales y sus derivados.

(Fuente: IQAC-CSIC)