Los agentes activos de muchas drogas son productos naturales, llamados así porque a menudo solo los microorganismos son capaces de producir las estructuras complejas. Similar a la línea de producción en una fábrica, los grandes complejos enzimáticos unen estas moléculas de agente activo. Un equipo de técnicosLa Universidad de Munich TUM y la Universidad Goethe de Frankfurt ahora han logrado investigar los mecanismos básicos de una de estas fábricas moleculares.
Muchos medicamentos importantes, como los antibióticos o los agentes activos contra el cáncer, son productos naturales construidos por microorganismos, por ejemplo, bacterias u hongos. En el laboratorio, estos productos naturales a menudo no pueden producirse en absoluto o solo con un gran esfuerzo.El punto de un gran número de tales compuestos son policétidos, que son cadenas de carbono donde cada segundo átomo tiene un doble enlace a un átomo de oxígeno.
En una célula microbiana como en la bacteria Photorhabdus luminescens, se producen con la ayuda de policétido sintasas PKS. Para construir las moléculas deseadas paso a paso, en la primera etapa de los sistemas PKS tipo II, cuatrolas proteínas trabajan juntas para cambiar los "equipos"
En una segunda etapa, luego se modifican al producto natural deseado mediante enzimas adicionales. Ejemplos de productos naturales bacterianos que se producen de esa manera son, entre otros, los antibióticos de tetraciclina clínicamente usados o la doxorrubicina, un medicamento contra el cáncer.
Cooperación interdisciplinaria
Si bien los pasos modificados de la segunda etapa están bien estudiados para muchos agentes activos, hasta ahora casi no ha habido ninguna comprensión del funcionamiento general de la primera etapa de estas fábricas moleculares donde el producto intermedio de policétido altamente reactivo está unido alcomplejo enzimático y protegido para que no pueda reaccionar espontáneamente.
Esta brecha ahora está cerrada por los resultados de la cooperación entre los grupos de trabajo de Michael Groll, profesor de bioquímica en la Universidad Técnica de Munich, y Helge Bode, profesor de biotecnología molecular en la Universidad Goethe de Frankfurt, que se publican en la revista científicadiario Química de la naturaleza .
Los hallazgos inspiran nuevas síntesis de agentes activos
"En el contexto de este trabajo, pudimos analizar por primera vez complejos de las diferentes proteínas asociadas de la poliquétido sintasa tipo II con la ayuda del análisis de la estructura de rayos X y ahora entendemos el ciclo catalítico completo en detalle".Michael Groll explica.
"En base a estos hallazgos, será posible en el futuro manipular los procesos bioquímicos centrales de una manera específica y, por lo tanto, cambiar las estructuras básicas en lugar de limitarse a las enzimas decorativas", agrega Helge Bode.
Aunque es un largo camino para desarrollar antibióticos mejorados y otras drogas, ambos grupos son optimistas de que ahora también se puede explicar la estructura y el mecanismo de las partes faltantes de la fábrica molecular. "Ya tenemos datos prometedores de la proteína adicionalcomplejos ", dice Maximilian Schmalhofer, quien participó en el estudio como candidato a doctorado en Munich.
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Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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