Un grupo de investigación de la Universidad de Umeå en Suecia, junto con investigadores en Munich, han identificado dos enzimas de la bacteria patógena Legionella que son muy útiles en la modificación química de proteínas para su uso en medicamentos médicos. El resultado del estudio se presenta en elrevista química Angewandte Chemie International Edition.
Las bacterias que infectan las células desde el interior utilizan reacciones químicas específicas para superar la estrategia de etiquetado de la célula huésped y, por lo tanto, pueden convertir la célula en un entorno adecuado para que las bacterias se multipliquen. Para lograr esto, la bacteria bombea varias enzimas en la célula huésped,que actúan como catalizadores químicos y modifican las propias proteínas de la célula huésped. Esto hace que las proteínas no puedan realizar sus tareas, o bien comiencen a realizar otras tareas de las que originalmente estaban previstas.
Una de estas enzimas bacterianas está presente en la bacteria Legionella y se llama AnkX. Inicia la inmovilización de un pequeño grupo llamado fosfocolina, en algunas de las proteínas de la célula huésped y, más adelante en el curso de la infección, ellas bacterias envían una nueva enzima, llamada Lem3, para eliminar la fracción pequeña. En la actualidad, se desconoce por qué existe una enzima que luego elimina la fracción de las proteínas de las células huésped.
"Lo que es tan interesante con la química de las bacterias intracelulares es cómo es tan diferente en comparación con la química de nuestra propia célula. Aquí tenemos una oportunidad única de producir enzimas que se pueden usar específicamente en bioquímica, biología celular y biotecnología sin tenerreactividad superpuesta con las enzimas de nuestras propias células ", dice Christian Hedberg, líder del grupo de investigación en el Departamento de Química y autor correspondiente del estudio.
En la investigación diaria, se está realizando un trabajo intenso para tratar de comprender los cursos químicos de los eventos en las infecciones, pero a veces también se encuentran aplicaciones específicas.
"La idea de usar el sistema AnkX-Lem3 para etiquetar proteínas surgió por coincidencia cuando estábamos estudiando cómo AnkX modificaba ciertas proteínas con fosfocolina. Vimos que a AnkX no le importaba particularmente qué estructura tridimensional tenía la proteína, solo esola secuencia de reconocimiento de aminoácidos en la proteína era correcta. Eso nos hizo darnos cuenta de la posibilidad de utilizar el sistema para modificar cualquier proteína, siempre que la secuencia de reconocimiento de aminoácidos de ocho aminoácidos que reconoce AnkX se haya agregado genéticamente ", dice Hedberg.
El estudio también muestra la posibilidad de ajustar con precisión la reactividad en el sistema. Con AnkX es posible agregar una marca y con Lem3 se puede quitar. Esto se abre a aplicaciones completamente nuevas, por ejemplo, encendiendo y apagandofunción de una proteína en ciertos momentos agregando primero AnkX y luego Lem3.
"Esto hace que el sistema AnkX-Lem3 sea único. No existe ningún otro sistema de marcado enzimático basado en una secuencia breve de péptidos que sea reversible", dice Hedberg.
Un uso médico potencial futuro puede ser el desarrollo de marcados muy selectivos de biomoléculas, por ejemplo, para la unión de medicamentos contra el cáncer a anticuerpos particulares para reducir los efectos secundarios.
El grupo de investigación de Christian Hedberg en la Universidad de Umeå ha colaborado con el grupo de investigación de Aymelt Itzen en la Technische Universität München. El equipo de investigación ha utilizado un amplio ángulo científico en el estudio: la síntesis orgánica, la bioquímica y la biología molecular han ido de la mano.Los investigadores alemanes han realizado la caracterización bioquímica.
Sin la oportunidad de producir una gran variedad de enzimas de Legionella y varios sustratos de proteínas, el estudio no había sido posible. Uno de los factores cruciales fue la plataforma de experiencia en proteínas PEP en el edificio KBC de la Universidad de Umeå.
"Sin PEP, no hubiéramos podido mantener un ritmo de trabajo tan rápido en este proyecto. Hemos podido pasar el trabajo de rutina que consume mucho tiempo a los especialistas", dice Christian Hedberg.
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Materiales proporcionado por Umeå universitet . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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