Una bacteria que habita en el océano ha proporcionado nuevas ideas sobre cómo las células se protegen de los efectos tóxicos de los iones metálicos como el hierro y el cobre, en una investigación dirigida por la Universidad de East Anglia UEA.
Aunque es esencial para la vida, los iones metálicos también pueden generar especies reactivas de oxígeno ROS, moléculas altamente reactivas que dañan las células a medida que intentan formar enlaces con otras moléculas.
En los humanos, las especies reactivas de oxígeno están relacionadas con el envejecimiento y también con enfermedades como el cáncer.
Para reducir los efectos tóxicos del hierro, una familia de proteínas llamadas ferritinas desintoxica y almacena los iones metálicos dentro de su capa proteica en forma de balón de fútbol, generando un depósito seguro pero accesible que la célula puede extraer cuando el hierro en el ambiente se convierteescaso.
Trabajando con investigadores de la Universidad de Essex y el Instituto Scripps en California, el equipo de la UEA ha descubierto cómo una ferritina en una bacteria marina en particular logra llevar a cabo este proceso de desintoxicación.
Inusualmente, la bacteria produce la ferritina en respuesta a altos niveles de cobre, no de hierro.
El equipo descubrió que no había interacción directa entre la ferritina y el cobre, sino que la ferritina catalizó un nuevo tipo de reacción entre el oxígeno y el hierro. Esto generó una forma de ferritina que tiene una capacidad mejorada para desintoxicar ROS directamente,mientras realiza sus funciones de desintoxicación y almacenamiento de hierro.
El profesor Nick Le Brun, de la Facultad de Química de la UEA, dijo: "Creemos que el hierro involucrado en esta nueva vía ha sido desplazado del cobre por otras proteínas que contienen hierro, y la bacteria maneja la toxicidad del hierro desplazado produciendola ferritina. Esto es de particular interés porque la ferritina involucrada se parece más a la de los animales que a la de otras bacterias ".
Este tipo de proceso no ha sido visto previamente por los científicos y confirma que hay muchos mecanismos de ferritina diferentes en funcionamiento en diferentes organismos.
La Dra. Dima Svistunenko, de la Universidad de Essex, dijo: "La química entre el hierro y el O2, que genera ROS perjudiciales, se ha estudiado en muchos sistemas, y eso incluye una serie de ferritinas de una variedad de organismos. Pero aquí, vimos una reactividad completamente nueva, que apunta a un proceso de desintoxicación sin precedentes que implica la transferencia de electrones a largo plazo a través de la molécula de proteína "
Una búsqueda en bases de datos genómicas realizada por el equipo también reveló que muchas otras bacterias marinas similares pueden producir ferritinas similares en condiciones de estrés.
El equipo ahora planea expandir su investigación para investigar qué tan extendido está el nuevo mecanismo.
"Ninguna de las ferritinas estudiadas previamente, o de hecho las enzimas de hierro en general, reaccionan de la misma manera que esta ferritina recién descubierta", dijo el profesor Le Brun.
"Esta novedosa química no solo representa un gran avance para nuestra comprensión de los procesos antioxidantes naturales, sino que también revela nuevas posibilidades para futuros biocatalizadores de ingeniería que podrían, por ejemplo, encontrar uso en el desarrollo de fármacos".
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Materiales proporcionado por Universidad de East Anglia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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