Un estudio internacional dirigido por la Universidad Nacional de Australia ANU ayudará a respaldar el desarrollo de tratamientos médicos de próxima generación y aplicaciones industriales como la eliminación de pesticidas de las vías fluviales.
El investigador principal, el profesor asociado Colin Jackson, dijo que el estudio mejoró significativamente la comprensión científica de la forma en que las enzimas pueden cambiar su función.
Las enzimas son las máquinas moleculares que aceleran las reacciones químicas en biología y son necesarias para muchas innovaciones médicas e industriales.
"Uno de los mayores desafíos en el uso de enzimas en la medicina, la industria y la limpieza ambiental es diseñarlos para que hagan lo que queremos que hagan, en lugar de lo que naturalmente han evolucionado", dijo el Dr. Jackson, quien esARC Future Fellow en la ANU Research School of Chemistry.
"La dificultad en la ingeniería de enzimas para realizar estas tareas específicas está en parte relacionada con nuestra pobre comprensión de cómo funcionan realmente"
Para comprender mejor cómo funcionan las enzimas y cómo pueden cambiar sus funciones, el equipo del Dr. Jackson aceleró la evolución de una enzima en un tubo de ensayo, igual a cientos de años de evolución en la naturaleza, y capturó un registro de fósiles moleculares de muchosdiferentes versiones de la proteína a lo largo del viaje evolutivo.
"Observamos que el cambio en la función de la enzima, a medida que evolucionó, se debió en parte a los cambios en la estructura de la enzima, pero también implicó la capacidad de la enzima para moverse o cambiar de forma", dijo.
"Esto significa diseñar mejor las enzimas que necesitamos no solo cambiar su estructura, lo cual entendemos bastante bien, sino también encontrar mejores formas de cambiar la forma en que se mueven en tres dimensiones".
El Dr. Jackson dijo que estudios anteriores habían indicado que el movimiento de una enzima era potencialmente significativo en términos de función. Pero este estudio mostró cómo los movimientos de la enzima cambiaron a medida que evolucionaron y dieron como resultado nuevas funciones.
Dijo que los nuevos hallazgos cambiarían la forma en que las enzimas fueron diseñadas para innovaciones biotecnológicas, lo que podría conducir al desarrollo de mejores enzimas para combatir enfermedades y abordar desafíos industriales.
El estudio, publicado en Biología química de la naturaleza , involucró al Sincrotrón australiano y 12 científicos de Australia, Canadá, el Reino Unido y Francia trabajando juntos como parte de un estudio de seis años.
La investigadora co-líder Eleanor Campbell dijo que las enzimas eran ideales para usar en muchas aplicaciones industriales porque eran amigables con el medio ambiente.
"Las enzimas se producen de forma natural, por lo que se degradan muy fácilmente en el medio ambiente, y son catalizadores muy potentes porque no dependen de solventes fuertes, metales pesados o elementos que los químicos usualmente usan en un laboratorio para estimular una reacción química", dijoSra. Campbell, estudiante de doctorado en la ANU Research School of Chemistry.
"Entonces, por ejemplo, podemos agregar enzimas degradantes de pesticidas a una vía fluvial contaminada y su pesticida objetivo puede degradarse naturalmente". Esencialmente, la ingeniería de proteínas nos permitirá crear herramientas que pueden acelerar muchas reacciones emocionantes sin muchos perjudicialesefectos "
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Materiales proporcionado por Universidad Nacional Australiana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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