La síntesis de azúcar o carbohidratos es importante para el desarrollo de pruebas de diagnóstico, vacunas y nuevos medicamentos. En un estudio codirigido por un equipo del Departamento de Química Inorgánica y Orgánica y el Instituto de Química Teórica y Computacional de la UB IQTCUB, junto con un grupo de investigación en química biológica de la Universidad de Oxford, han sintetizado carbohidratos con enzimas a través de una reacción que hasta ahora no se ha estudiado mucho en estas biomoléculas y que crea pocos subproductos.
El estudio, publicado en la revista Biología química de la naturaleza , ha sido dirigido por la investigadora Carme Rovira, investigadora ICREA del IQTCUB, y Benjamin G. Davis, de la Universidad de Oxford. El estudio también cuenta con la participación de Javier Iglesias-Fernández, investigador en formación en la UB y primeroautor del estudio en el que se utilizó la supercomputadora Mare Nostrum del Centro de Supercomputación de Barcelona, BSC-CNS para crear simulaciones de dinámica molecular multiescala.
La síntesis de azúcar o carbohidratos en el laboratorio síntesis química convencional suele ser costosa y requiere mucho trabajo; por lo tanto, se han realizado muchos esfuerzos en los últimos años para hacerlo con enzimas, que son catalizadores naturales. Sin embargo, las enzimasque sintetizan azúcar llamadas glicosiltransferasas son difíciles de manipular. Esto es un obstáculo para el desarrollo de posibles medicamentos que podrían usarse para tratar numerosas enfermedades relacionadas con enzimas activas en carbohidratos, como la diabetes o ciertos tipos de cáncer.
Hoy en día, la idea clásica de que los carbohidratos son una fuente de energía ha cambiado. La gente sabe ahora que los carbohidratos juegan un papel esencial en muchos procesos moleculares en la célula, desde la detección de agentes patógenos hasta la comunicación celular o la respuesta antiinflamatoria. Por lo tanto, existe unagran interés en el diseño de medicamentos que copien la estructura de los carbohidratos, ya que serían fácilmente asimilables y reconocidos por una parte del sistema receptor biológico.
Nuevas enzimas que van desde la degradación a la síntesis de carbohidratos
Ahora los equipos de Barcelona y Oxford han encontrado la manera de modificar una enzima glucosidasa que generalmente degrada los carbohidratos cataliza la hidrólisis en enlaces glucosídicos para que actúe de manera inversa y sintetice los carbohidratos ". Además, esta síntesis se ha alcanzadocon una nueva reacción que aún no se había observado en la glucosidasa. Esta es una variación de una reacción llamada frontal o similar a SNi ", dice Carme Rovira." La ventaja de esta reacción en la glucosidasa -continúa el investigador- es que producela síntesis de forma limpia, sin causar casi residuos de hidrólisis y utilizando sustratos económicamente viables azúcar "." Básicamente, utilizamos nuestra experiencia con enzimas que sintetizan carbohidratos para aplicar la reacción a un lado en otras enzimas con más posibilidades biotecnológicas ", concluyóla investigadora. Su equipo descubrió las bases moleculares del mecanismo de un lado en las enzimas en 2001.
En el estudio, la síntesis se realizó con una enzima específica, la Sulfolobus solfataricus beta-glucosidasa, pero puede aplicarse a otras enzimas utilizando un método de ingeniería similar del centro activo.
El uso de enzimas que degradan los azúcares glucósidos hidrolasas, sin problemas para su manipulación y que pueden alterarse convenientemente, como se ve en este estudio, representa, por lo tanto, una alternativa prometedora para obtener nuevos carbohidratos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Barcelona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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