Las bacterias, hongos y plantas a veces producen sustancias aglutinantes de metales que pueden aprovecharse, por ejemplo, para la extracción de materias primas, para su separación, para limpiar suelos o para fines médicos. Los investigadores ahora describen cómo estas sustancias naturales o semi-modificadosSe pueden producir variantes artificiales de ellos según la información genética.
Cómo extraer metales del medio ambiente
Los microorganismos como los hongos y las bacterias, así como las plantas, generan una amplia gama de sustancias químicas que no son absolutamente necesarias para su supervivencia. Los llamados metabolitos secundarios generalmente se forman en respuesta a las condiciones ambientales actuales. Incluyen moléculas de unión a metalesllamados quelantes. El grupo de quelantes mejor descrito son los sideróforos que se unen al hierro. Son relevantes para muchos procesos metabólicos, ya que el hierro es un componente esencial de muchas enzimas y vías de señalización. Por ejemplo, las bacterias patógenas usan sideróforos para extraer el hierro de su huéspedpara su metabolismo. El huésped podría sufrir de deficiencia de hierro. Pero las bacterias que viven en el suelo también utilizan los sideróforos que tienen acceso al hierro y, como resultado, obtienen una ventaja sobre otros organismos en el mismo hábitat. Además del hierro-quelantes específicos, hay varios otros para varios metales y metaloides como zinc, vanadio, molibdeno o incluso óxidos de uranio.
Muchas aplicaciones potenciales
"Tales quelantes tienen muchas aplicaciones potenciales", explica Dirk Tischler. "Se pueden usar, por ejemplo, para remediar pisos, extraer selectivamente o separar materias primas, o en biosensores o medicamentos". En aplicaciones médicas, los sideróforos se usan paratratar la sobrecarga de hierro en el cuerpo, un trastorno conocido como "enfermedad por almacenamiento de hierro".
En los últimos años, su grupo de investigación, junto con otros equipos, identificó cepas adicionales que forman quelantes y describió nuevas estructuras. También descifraron con éxito la información genética para la formación de estas sustancias y las introdujeron en- manipulan organismos como la bacteria Escherichia coli. Estas bacterias sirven como productoras de las sustancias naturales requeridas o de sustancias modificadas. "Así es como podemos crear compuestos semi-artificiales", dice Dirk Tischler.
Biosíntesis de precursores
En el artículo de revisión, describe los diferentes quelantes naturales y su capacidad para unir metales y metaloides y explora las aplicaciones actuales y potenciales futuras. "En la actualidad, estamos utilizando el conocimiento que hemos adquirido hasta ahora para crear vías biosintéticas artificiales quenos permite generar y caracterizar precursores de sideróforos ", concluye Tischler. Estos precursores serán posteriormente modificados químicamente para tener acceso a nuevas clases de drogas.
Financiamiento
La investigación fue parcialmente financiada por Dechema en el marco de la beca Max Buchner MBFSt 3646 y el Ministerio de Innovación, Ciencia e Investigación en Renania del Norte-Westfalia PtJ-TRI / 1141ng006.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ruhr-Universidad Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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