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El secreto de la evolución controlada de enzimas premiado con el Nobel

Las enzimas son catalizadores biológicos presentes en todos los organismos, con funciones propias como tratar de acelerar las reacciones químicas a nivel fisiológico.

Bogotá D. C., 03 de octubre de 2018Agencia de Noticias UN-

El premio Nobel de Química 2018 fue otorgado a los profesores Frances H. Arnold, George P. Smith y Sir Gregory P. Winter. Foto: Nobel Media.

Hace nueve años que una mujer no recibía este reconocimiento. Hoy lo logró la profesora Frances H. Arnold, del Instituto de Tecnología de California, en Pasadena (EE. UU.). Foto: archivo Unimedios.

Las enzimas son catalizadores biológicos presentes en todos los organismos. Foto: archivo Unimedios.

Los anticuerpos conseguidos por los profesores Winter y Smith se utilizan para contrarrestar enfermedades autoinmunes como el lupus. Foto: archivo Unimedios.

Los usos de las enzimas con las que trabaja la profesora Arnold incluyen la fabricación de productos farmacéuticos y la producción de combustibles renovables. Foto: archivo Unimedios.

Si tales enzimas –o proteínas– no existieran, estas reacciones no se producirían, o tomarían mucho tiempo en hacerlo, explica el profesor José Manuel Lozano Moreno, del Departamento de Farmacia de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.).

El docente se refiere así al funcionamiento de estas moléculas, cuya evolución dirigida en laboratorio les mereció el Premio Nobel a los profesores Frances H. Arnold, George P. Smith y Sir Gregory P. Winter. Estos últimos, mediante el desarrollo de una metodología conocida como phage display (librerías de fagos), generan péptidos y anticuerpos con propiedades enzimáticas.

Este año la Real Academia de las Ciencias de Suecia decidió dividir el Premio entre dos vertientes que “han tomado control sobre el poder de la evolución y lo han usado para propósitos que traen grandes beneficios para la humanidad”.

La profesora Arnold, del Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, EE. UU., logró la evolución dirigida de las enzimas, según indica el profesor Lozano, doctor en Ciencias Químicas de la U.N.

Mediante estudios de biología molecular y de bioquímica, con el tiempo se puede llegar a controlar la ubicación de los genes de las enzimas y dirigir su expresión para que cumplan funciones muy particulares como hidrolizar, ligar e incluso trasferir funciones o grupos químicos, detalla el docente al referirse a los desarrollos que han hecho merecedora del Nobel a la profesora Arnold.

Estos trabajos se han encaminado a modular esas interacciones para hacerlas más específicas y con propósitos particulares que puedan ser aplicadas a nivel tecnológico y biotecnológico, señala el académico.

“En la industria de los jabones, por ejemplo, sus hallazgos han sido importantísimos porque se ha logrado hacer la expresión de genes en enzimas específicas para hidrólisis de ácidos grasos presentes en algunas sustancias, con lo que se pueden tener otros compuestos que son de utilidad tecnológica”, aclara el doctor Lozano.

En cuanto a los trabajos de Smith y Winter, de la Universidad de Misuri en Columbia (EE. UU.), y del Laboratorio de Biología Molecular de Cambridge, en Reino Unido, respectivamente, el profesor Lozano explica que se trata de una tecnología encaminada a la expresión controlada de péptidos y anticuerpos.

“Para ello se emplearon librerías de fagos, partículas parecidas a los virus. Con la metodología de phage display se usan esos fagos para clonar y expresar genes específicos, lo que ha servido para generar anticuerpos que puedan tener propiedades enzimáticas, que se conocen como anticuerpos catalíticos”, señala el profesor Lozano.

Dichos anticuerpos se utilizan para neutralizar toxinas como el ántrax, contrarrestar enfermedades autoinmunes como el lupus y luchar contra el cáncer metastásico.

A nivel académico

Para el doctor Lozano, en Colombia y en la U.N. el trabajo que se realiza con esta metodología aún es incipiente y se mantiene a un nivel conceptual dentro de las aulas de clase.

“A nivel global de los diferentes grupos de investigación dedicados al trabajo de biología molecular se hace poco con la metodología del phage display; se hace a nivel académico, aunque no se realizan directamente trabajos específicos aplicando estas tecnologías”, observa el docente.

Sin embargo, aclara que en la U.N. se han realizado trabajos colaborativos con otros grupos en el área de la biotecnología y del control de la expresión genética de algunas enzimas que facilitan la producción de compuestos como alcoholes y etanol, en los que se aplican conceptos relacionados con estas temáticas.

(Por: fin/ALP/MLA/LOF
)
N.° 353

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