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Descubrimiento de plantas abre fronteras


Investigadores de la Universidad de Adelaida han descubierto un mecanismo bioquímico fundamental para la vida vegetal que podría tener implicaciones de gran alcance para las industrias multimillonarias biomédicas, farmacéuticas, químicas y de biotecnología.


por la Universidad de Adelaide


Hay hasta 80,000 enzimas fundamentales que funcionan en cuerpos de plantas o mamíferos, de los cuales dependen casi todas las reacciones bioquímicas . Las enzimas llevan a cabo muchas reacciones químicas, cuyos productos pueden usarse como bloques de construcción o metabolitos en un cuerpo, o pueden servir como una fuente de energía para cada función en un cuerpo.

Los investigadores han descubierto un nuevo mecanismo catalítico enzimático, la catálisis, que es un proceso que acelera las reacciones químicas, que según dicen podría tener un impacto en el trabajo en la producción de biocombustibles, en el procesamiento de alimentos y materiales y en el descubrimiento de fármacos.

Su trabajo ha sido publicado hoy en Nature Communications .

«La base para esto se estableció en nuestro trabajo anterior, pero en ese momento no pudimos explicar algunos procesos fundamentales en el trabajo en las plantas ya que estos ocurren a un ritmo inmenso», dijo la investigadora principal, la profesora Maria Hrmova, de la Escuela de Educación de la Universidad de Adelaida Agricultura, alimentación y vino.

«La solución a esto surgió recientemente, cuando combinamos la cristalografía de rayos X de alta resolución, la cinética de las enzimas , la espectrometría de masas, la espectroscopia de resonancia magnética nuclear y las herramientas de modelado molecular tridimensional a escala múltiple para mostrar esos procesos súper rápidos.

«Al usar simulaciones por computadora , descubrimos un fenómeno notable durante los eventos catalíticos iniciales y finales cerca de la superficie de la enzima procesadora de glucosa de la planta. La enzima formó una cavidad que permitió que la glucosa atrapada escapara para permitir la siguiente ronda de catálisis», dijo el profesor. Dijo Hrmova.

«Ahora que podemos simular estos movimientos a nanoescala, hemos abierto la puerta a nuevos conocimientos sobre dinámica de enzimas que antes eran inaccesibles. Estos descubrimientos se hacen una vez en una generación».

El profesor Hrmova dijo que el descubrimiento del mecanismo catalítico involucró a especialistas en biología vegetal y molecular , bioquímica, biofísica, bioinformática e informática de siete países (Australia, Francia, Tailandia, España, Chile, República Eslovaca y China).

«Poder describir estos procesos minúsculos y ultrarrápidos, incapaces de ser capturados mediante las técnicas experimentales habituales, significa que ahora podemos trabajar para mejorar las tasas catalíticas de enzimas, la estabilidad y la inhibición del producto. Esto tendrá importancia en las biotecnologías para desarrollar o fabricar productos a través de nuevas formas de enzimas de bioingeniería que también podrían usarse fuera de los sistemas biológicos «.


Más información: Victor A. Streltsov et al. Descubrimiento de catálisis procesiva por una exo-hidrolasa con un sitio activo con forma de bolsillo, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038 / s41467-019-09691-zInformación de la revista: Nature CommunicationsProporcionado por la Universidad de Adelaide


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