Acceder
Investigadores dibujan el mapa cartográfico de las enzimas

Química computacional para diseño de medicinas y biocatalizadores

El avance obtenido por investigadores de la Universitat Jaume I y la Universitat de València mejorará la eficiencia de aplicaciones médicas e industriales

Conocer el funcionamiento de las enzimas resulta clave para controlar los procesos químicos en los que intervienen estas macromoléculas biológicas con infinidad de aplicaciones en campos como la medicina y la industria.

La química computacional ha permitido por primera vez dibujar el «mapa cartográfico» de las enzimas durante el proceso de catálisis,  incluido el momento en el que se encuentran en el punto de máxima energía en el camino desde reactivos a productos y que apenas dura un femtosegundo, la milbillonésima parte de un segundo. Un mapa que es además interactivo en el sentido de que relaciona los cambios que sufre la molécula con los movimientos de la proteína que la alberga. La relevancia del estudio desarrollado por investigadores de la Universitat Jaume I de Castellón y la Universitat de València, le ha valido la portada de la prestigiosa revista Nature Chemistry, que hasta la fecha únicamente ha publicado 27 artículos con participación de científicos españoles.

Vicent Moliner, coordinador del grupo de Bioquímica Computacional de la UJI, ha desarrollado el proyecto en colaboración con el Grupo de Investigación de Efectos del Medio de la Universidad de Valencia, dirigido por Iñaki Tuñón. En la investigación también han participado José Javier Ruiz y Sergio Martí, de la UJI, y Rafael García-Meseguer, de la UV.

Hasta la fecha se podía tener información sobre la estructura inicial y final de la proteína, pero no se sabía cómo era en el estado de transición, en el denominado «punto de máxima energía», que marca el nivel más alto de la barrera para pasar de un punto a otro. «Si conoces lo alta que es la barrera y cómo es, entonces puedes controlarla, intentar bajarla o incluso buscar un camino alternativo», explica Moliner.

Sin altas presiones y temperaturas

Las enzimas son catalizadores que permiten que una reacción química que transcurre a una velocidad muy baja, y que en condiciones ambientales normales sería incluso prácticamente imposible, se produzca a gran velocidad. En la industria para provocar estas reacciones se recurre a las altas temperaturas o altas presiones, lo que supone un elevado coste energético y repercusiones medioambientales. La biotecnología permite desarrollar biocatalizadores que generen estas reacciones de forma más económica, eficiente y sostenible. «Si somos capaces de sintetizar un catalizador para que las reacciones que requieren altas temperaturas o presiones tengan lugar en condiciones naturales, a temperatura ambiente, supondría un gran ahorro económico y energético», resalta el investigador.

El objetivo del grupo de investigación de Bioquímica Computacional de la Jaume I pasa por seguir avanzando en el mayor conocimiento de las enzimas y de los procesos de catálisis ya que, como dice Moliner, “si conoces su funcionamiento estás en una posición privilegiada para controlar la mayoría de los procesos químicos”.

Vídeonoticia
Artículo Nature Chemistry

Más información:

Universitat Jaume I
Àrea de Relacions Informatives

Tel. 964 72 88 31. relacionsinformatives@uji.es