Investigadores del Instituto de Química Avanzada de Cataluña IQAC-CSIC, con el apoyo del Servicio de Resonancia Magnética Nuclear de la Universitat Autònoma de Barcelona UAB han desarrollado un método para sintetizar moléculas orgánicas de forma muy selectiva, mediante el ensamblaje de moléculas simples yutilizando una enzima de E. coli FSA: D-fructosa-6-fosfato aldolasa, que actúa como un biocatalizador. Este es un importante paso adelante ya que replica la formación de carbohidratos en condiciones similares a las que presumiblemente iniciaron la vida en la Tierra condiciones prebióticas y porque permite la obtención de moléculas orgánicas relativamente grandes de manera muy selectiva y eficiente.Además, es un proceso con pocos pasos, que no utiliza solventes orgánicos y no genera residuos, y tiene un gran potencial en la química, especialmente paraobtención de moléculas e ingredientes activos de interés medicamentos, suplementos, etc..
Pere Clapés, profesor de investigación del CSIC que dirigió este proyecto, explica que en la síntesis de moléculas orgánicas "no solo es importante que tengan la estructura correcta, sino también el ángulo y la posición correctos en el espacio, porqueesto afecta su función ". De hecho, este es uno de los principales problemas que pueden limitar la efectividad de compuestos como las drogas. En el caso de las pentosas y hexosas, estos son azúcares simples monosacáridos con cinco y seis átomos de carbono, respectivamente:crucial 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 revista Nature Chemistry muestran que los científicos obtuvieron pentosas y hexosas al ensamblar formaldehído y glicocoladehído, con una modificación mínima a la enzima FSAsecuencia.
una enzima muy maleable
La enzima FSA se descubrió en 2001 y aún se desconoce su función fisiológica en E. coli. Se cree que es una enzima ancestral y que es activa antes de una amplia gama de compuestos. Lo que sorprendió a los investigadores es que esuna enzima muy maleable, mucho más que otras. Como resultado, con solo un pequeño número de mutaciones genéticas en la enzima, su capacidad catalítica puede ser modulada y aumentada significativamente. Esto es lo que permite que la enzima se adapte cuidadosamente parasintetizar varias moléculas a voluntad
El metabolismo de los carbohidratos en los organismos vivos es un proceso complejo, forjado durante millones de años de evolución. No es tarea fácil llevar a cabo estos procesos en un matraz, ya sea ensamblando las enzimas involucradas en el proceso o manipulando el metabolismovías de organismos vivos. Tampoco es simple obtener carbohidratos con métodos químicos convencionales, que requieren varias etapas y el uso de solventes orgánicos.
El procedimiento fue desarrollado por científicos del Grupo de Biotransformación y Moléculas Activas del Consejo Nacional de Investigación de España CSIC, con el apoyo del Servicio de Resonancia Magnética Nuclear de la UAB. Pere Clapés explica: "queremos demostrar que las herramientas deLa biocatálisis permite obtener moléculas complejas de las más simples, que de hecho son las mismas que se usan en la naturaleza. "Continúa:" Durante 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 carbohidratos a partir de compuestos que probablemente existían en el mundo antes de que comenzara la vida", agrega Teodor Parella, de la UAB.
Para estos investigadores, la ingeniería de proteínas, en particular de biocatalizadores, tiene un enorme potencial para la síntesis sostenible de moléculas naturales y sus productos derivados.
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Materiales proporcionado por Universitat Autònoma de Barcelona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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