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Una investigación dirigida por el Instituto de Ciencias de la Vida de la Universidad de Michigan ha resuelto un misterio de casi 50 años de cómo la naturaleza produce una gran clase de compuestos químicos bioactivos, según un artículo publicado en la revista ‘Nature Chemistry’.

Los compuestos, llamados alcaloides indólicos prenilados, se descubrieron por primera vez en hongos en la década de 1970. Desde entonces, han atraído un considerable interés por su amplia gama de aplicaciones potenciales como medicamentos útiles. Un compuesto ya se usa en todo el mundo como antiparasitario para el ganado.

Comprender cómo los hongos elaboran estos químicos es esencial para reproducirlos y crear variantes en el laboratorio para nuevas aplicaciones. Los genes del hongo codifican enzimas, y estas enzimas usan bloques de construcción muy simples para realizar cada paso para construir la molécula compleja.

Pero a pesar del amplio conocimiento sobre estos compuestos, los investigadores no han podido separar las enzimas y reacciones precisas que los hongos usan para producirlos. “Pero si realmente podemos aislar los genes involucrados y producir estas enzimas, deberíamos poder recrear toda la línea de bioensamblaje en un tubo de ensayo –explica Qingyun Dan, investigador en el laboratorio de Janet Smith en el Life Sciences Institute–. Pero, hasta ahora, ningún laboratorio ha podido hacerlo”.

Utilizando un enfoque colaborativo que combinó la química sintética, la genética, la enzimología, la química computacional y la biología estructural a lo largo de una década, los investigadores revelaron el proceso y descubrieron un sorprendente giro químico.

El paso final en el proceso de ensamblaje es una reacción casi sin precedentes en la naturaleza: la reacción de Diels-Alder.

“Esta reacción es uno de los fundamentos de la química orgánica sintética, que se remonta a la década de 1920 cuando se descubrió por primera vez”, recuerda el miembro de la facultad de LSI David Sherman, uno de los autores principales del estudio.

“Pero incluso en los últimos años, ha habido un gran debate en el campo sobre si esta reacción realmente existe en la naturaleza. Es solo el camino más fenomenal e inesperado hacia esta clase fascinante de alcaloides indólicos”, añade.

Los investigadores creen que descubrir la enzima que permite la reacción de Diels-Alder, y resolver cómo se hacen estos compuestos en la naturaleza, ahora abre dos caminos emocionantes hacia adelante.

Primero, la enzima particular que cataliza esta reacción de Diels-Alder podría ayudar a mejorar una de las reacciones químicas más comúnmente utilizadas. Esta enzima realiza la reacción con especificidad que supera con creces lo que comúnmente se puede lograr en el laboratorio, lo que significa que crea solo el compuesto deseado y no subproductos no deseados.

En segundo lugar, debido a que los investigadores pudieron obtener una estructura cristalina de la enzima que realiza la reacción Diels-Alder, ahora tienen una idea clara de cómo la enzima dirige la reacción en la naturaleza, y cómo podría aprovecharse para crear nuevos compuestos en el futuro.

“Este es un buen ejemplo del poder explicativo de las estructuras cristalinas –destaca Sean Newmister, investigador en el laboratorio de Sherman–. Obtenemos información sobre la actividad de la enzima que estamos estudiando, pero también sobre cómo usar esto como una herramienta para sintetizar nuevos compuestos químicos con actividades biológicas. Y eso es emocionante”.

Fuente: Europa Press / COFA

 
 
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La presencia del hongo Mucor racemosus podría ser útil como biomarcador de riesgo cardiovascular, según un estudio conjunto del Iispv, del Ciberobn y del Idibgi. Diabetes y, sobre todo, obesidad son las patologías que hasta ahora se relacionan con la investigación.

 
 
Un estudio elaborado por el Centro de Investigación Biomédica en Red-Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (Ciberobn), junto a investigadores del Instituto de Investigación Sanitaria Pere Virgili (Iispv) y del Instituto de Investigación Biomèdica de Gerona Doctor Josep Trueta (Idibgi) habrían demostrado que la presencia en el intestino del hongo Mucor racemosus puede ser útil como biomarcador de riesgo cardiovascular, reforzando la posibilidad que manipular la microbiota intestinal pueda ayudar a prevenir enfermedades cardiovasculares. Este trabajo, liderado por Matilde Rodríguez Chacón, del Iispv y José Manuel Fernández-Real, del Ciberobn, ha sido publicado en la revista Beneficial Microbes.

 

Beneficios de los microorganismos
El intestino humano alberga una gran variedad de microorganismos (bacterias, hongos o parásitos) que forman un ecosistema natural. Las bacterias son los componentes más abundantes de esta microbiota, donde se sabe que su calidad y composición se relacionan con desórdenes como la obesidad y la diabetes. Por el contrario, la diversidad fúngica, que representa entre el 0,03 y el 0,2 por ciento de la microbiota intestinal, cuenta con menos estudios.

Por tanto, la investigación inicial trató de estudiar este aspecto de la micobiota. Tras haber analizado los diferentes tipos y cantidades de hongosintestinales en una cohorte de 52 individuos, divididos entre aquellos que tenían un peso óptimo y aquellos que eran obesos, se demostró que estos microorganismos varían de un grupo a otro. Los resultados también revelaron si un individuo obeso era metabólicamente sano o no. Por otro lado, también se evidenció que cuando los sujetos pierden peso, un tipo específico de hongo (Mucor spp.) aumenta en abundancia, lo que abre la puerta al tratamiento de la obesidad mediante la manipulación de este microrganismo.

Para complementar estos descubrimientos sobre la micobiota en sujetos obesos, en el presente trabajo se ha realizado un análisis exhaustivo para explorar la posible contribución de la microbiota intestinal a la arterosclerosis subclínica en un grupo bien caracterizado de sujetos obesos y no obesos. Los hallazgos obtenidos ponen de manifiesto que Mucor racemosus (una especie del género Mucor) podría convertirse en un biomarcador relevante de riesgo cardiovascular, reforzando la posibilidad de que la manipulación de la micobiota intestinal puede ser útil en la prevención de enfermedades cardiovasculares.

Fuente:

Diario Médico -España 
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