Investigación

Descubra un nuevo mecanismo regulador de enzimas clave en la división celular

Estudiosos de la Facultad de Salamanca publican el día de hoy en la revista Comunicación de la naturaleza Un artículo que describe el nuevo mecanismo regulador de la IMP deshidrogenasa, que es la clave para la división celular. Los científicos han relacionado este hallazgo con patologías oculares como la retinitis pigmentosa, pero asimismo con el cáncer, en tanto que varios de los medicamentos antitumorales que se utilizan hoy en dia se dirigen a esta enzima.

En particular, la IMP deshidrogenasa regula la producción de nucleótidos, que son una parte integral del ADN; si no hay suficientes nucleótidos a fin de que el ADN se replique, las células no se pueden dividir. Por ello, “ahora se encuentra dentro de las dianas de quimioterapia para el régimen del cáncer”, explica a DiCYT José Luis Revuelta Doval, directivo del Conjunto de Ingeniería Metabólica de la Universidad de Salamanca y primer creador en colaboración con Rubén Martínez-Buey, catedrático en el Departamento de Microbiología y Genética.

Algunos medicamentos que se usan actualmente con actividad antitumoral, inmunosupresora o antiviral se basan en prevenir la producción de nucleótidos, eludiendo de esta manera la división celular y reduciendo la actividad de esta enzima por un mecanismo popular desde hace varios años. “Sin embargo, descubrimos que la enzima tiene un mecanismo diferente y más complejo para regular su actividad. Lo caracterizamos a nivel molecular y aclaramos la composición tridimensional de la enzima con resolución atómica ”, resaltó Revuelta.

Los científicos descubrieron la influencia directa de este nuevo mecanismo en determinadas retinopatías como la retinosis pigmentaria (también conocida como retinosis pigmentaria) o la amaurosis congénita de Leber. Estos trastornos se identifican por cambios graduales en los fotorreceptores de la retina que eventualmente conducen a la ceguera. Algunos pacientes con retinitis pigmentosa o amaurosis hepática innata tienen mutaciones en la IMP deshidrogenasa, con lo que no puede regular su actividad a través del mecanismo en este momento descrito. De esta forma, se genera una cantidad anormal de nucleótidos, que por último afecta eminentemente a las células de la retina y es la causa de la retinopatía.

Régimen de la retinopatía

La retinosis pigmentaria es la degeneración retiniana hereditaria más habitual. 1 de cada 4.000 personas padece esta enfermedad. Más de 1,5 millones de personas en todo el mundo padecen esta patología. Se encuentra dentro de las causas mucho más esenciales de ceguera. Por tal razón, este hallazgo es de especial relevancia. Investigadores de la Universidad de Salamanca se pusieron en contacto con expertos en retinopatía del equipo de investigación irlandés. Con esta nueva información, aguardan encontrar posibles tratamientos en el animal. El modelo se prueba del mismo modo que en el cultivo de células humanas.

Generar mucho más vitaminas B2 y B9 en microorganismos.

Aparte de su capacidad biomédico, esta investigación asimismo tiene apps biotecnológicas. De la misma ocurre con las células humanas, el desequilibrio de la IMP deshidrogenasa en algunos microorganismos incrementa la producción de nucleótidos, que son los precursores directos de las vitaminas B2 y B9. Por lo tanto, su manipulación genética deja la creación de mutantes que alteran intencionalmente el metabolismo para producir mucho más vitaminas. “La meta en este caso es remover el mecanismo regulador mediante la ingeniería genética y dejar que las enzimas desarrollen todo su capacidad. De esta forma tenemos la posibilidad de dejar que los microorganismos reprogramen su metabolismo con el fin de aumentar la producción de vitaminas, lo cual es bien interesante para los expertos médicos de la industria alimentaria. “, ha dicho Revuelta.

En esta investigación asimismo han participado otros dos grupos de Salamanca, a saber, el Departamento de Biología Estructural del Centro de Investigaciones Oncológicas (CIC, CSIC y el Centro Híbrido de la Facultad de Salamanca) y el Departamento de Elementos Naturales y Biología Agrícola de Salamanca El Departamento de Agobio Abiótico del Instituto de Ciencia (NASA, CSIC); al lado del Centro Nacional de Biotecnología (CNB, CSIC) y el Instituto de Computación Biológica y Física de Sistemas Complejos, Universidad de Zaragoza

bibliografía

Rubén M. Buey, Rodrigo Ledesma-Amaro, Adrián Velázquez-Campoy, Mónica Balsera, Mónica Chagoyen, José M de Pereda y José L Revuelta. Los nucleótidos de guanina unidos al dominio de Bateman median la inhibición alostérica de la IMP deshidrogenasa eucariota. Comunicación de la naturaleza.DOI: 10.1038 / NCOMMS9923

Imagen: Composición tridimensional de resolución atómica (0,125 nm) de una molécula inhibidora de GMP en el centro activo de la IMP deshidrogenasa. / Rubén M. Buey.

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