BACTERIAS (2)

INDAGANDO COMO ACTUAN 

Continuando en el asombroso mundo de las bacterias, los cientificos no cesan en estudiarlas. Saber más de ellas puede ayudarnos a mejorar muchos procesos, a elevar la calidad de vida humana.

Investigadores santafesinos estudian el rol del glucógeno, (molécula que guarda gran cantidad de glucosa),  en la eliminación de sustancias toxicas para las bacterias. 

Este estudio reviste interés tecnológico en la biorremediación. El análisis de cómo las bacterias pueden acumular carbono para eliminar sustancias nocivas. 

Científicos del Laboratorio de Enzimología Molecular del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL-UNL-Conicet), trabajan en el minúsculo proceso bacteriano de gestión de reserva de energía. El proceso puede utilizarse en la elaboración de bioplásticos y en biorremediación. 

Matías Asencion Diez , obtuvo el Premio Mullor a la Tesis Doctoral en Bioquímica, tiene por  objetivo entender cuál es el rol específico del glucógeno en un gran grupo de bacterias Gram Positivas. 

“Al glucógeno se lo define a menudo como la molécula perfecta, porque está presente en organismos muy simples, como las bacterias, pero también en otros más complejos, como los seres humanos. Lo más importante es que su estructura es la misma”, indicó el bioquímico. 

La atención del trabajo no está puesta solamente en el glucógeno, sino también en algunas enzimas, que son proteínas que facilitan las reacciones en las células. 

Las enzimas son catalizadores biológicos con alto grado de especificidad. Son proteínas que aceleran la velocidad de una reacción bioquímica posibilitando que esta sea eficiente. Disminuyen la energía de activación necesaria para que la reacción ocurra. 

Existen muchas clases de enzimas, tal vez una de las más conocidas a nivel popular sean las usadas en los jabones y líquidos limpiadores para la ropa, que actúan sobre la suciedad degradándola selectivamente. 


En casi todos los procesos de los organismos vivos, interactúan las enzimas. 

“En la consecución de reacciones, en lo que se denominan ‘vías metabólicas’, hay pasos enzimáticos clave que están sujetos a regulación a distintos puntos de la célula y con distintas sinergias. En este sentido, tratamos de entender esas regulaciones sobre el metabolismo del glucógeno y su integración con otras vías metabólicas”, agregó el doctor en Ciencias Biológicas y experto en fisiología microbiana. 

El glucógeno es una estructura formada por miles de unidades de glucosa. Sirve como reserva, ya que ante el requerimiento de la célula, se desdobla y convierte en glucosa, el combustible que se usará para obtener energía. 

Junto a otros hidratos de carbono complejos son estructuras formadas por gran cantidad de moléculas de glucosa repetidas, con diferentes uniones.  

“Ya se había estudiado en profundidad el paso clave para la síntesis de glucógeno para un grupo de bacterias, pero faltaba conocer acerca del metabolismo del glucógeno en bacterias Gram Positivas. No se habían estudiado antes debido a la complejidad para hacerlo”, comentó el científico. 

“Investigar el metabolismo del glucógeno en distintos organismos puede servir para hacer comparaciones y entender así la evolución de las enzimas, desde las que pertenecen a las bacterias, hasta las de las plantas, para buscar similitudes y ver cómo fueron adaptándose a las necesidades de las distintas células. Sin embargo, en esas comparaciones faltaba este tipo de bacterias”, agregó el investigador de post-doctorado de Loyola University Chicago. 

Asencion realizó su tesina de grado en el estudio de una enzima clave en el metabolismo del glucógeno: la ADP-Glucosa Pirofosforilasa en la bacteria Mycobacterium tuberculosis, la causante de tuberculosis. Es un microorganismo del que se conoce mucha información bioquímica pero nada se sabía respecto del metabolismo del glucógeno. 

Trehalosa

En  su trabajo de doctorado, consideró que también era necesario estudiar cómo el metabolismo del glucógeno, en este grupo de bacterias, estaba asociado al balance de un azúcar llamado trehalosa, formado por dos moléculas de glucosa. 

“Nos dimos cuenta de que entender todo ese proceso no era algo lineal, sino que los pasos de la regulación estaban ramificados. Por eso, estudiamos esta enzima clave del metabolismo del glucógeno en otros organismos Gram Positivos, como las bacterias que se utilizan para producir antibióticos”, contó el docente de la UNL. 

Los resultados que obtuvo sobre todo el proceso diferían de los conocidos hasta el momento: “Vimos diferencias en la interacción entre moléculas efectoras, llamadas así porque modifican la actividad de la enzima clave en la vía de síntesis de glucógeno. Por eso nos propusimos estudiar la enzima modelo de otro microorganismo (Eschericchia coli), de la cual se tiene información estructural y que es la referencia en bacterias, aunque cambiamos el enfoque”, explicó el experto. 

“Ya no estudiamos una enzima y una de las moléculas que afectan la actividad, sino que analizamos varias de las moléculas efectoras, porque no hay una sola molécula con la que interactúa, sino varias. Nos planteamos indagar en el efecto de al menos dos moléculas y vimos una propiedad de sinergia entre los efectores”, planteó el doctor Asencion. 

Los investigadores establecieron un nuevo modelo de cómo actúa la enzima ADP-Glucosa Pirofosforilasa, que podría ser extrapolado a otros organismos. “Observamos así que habría una interacción de varias moléculas que regulan la catálisis, a partir de lo cual planteamos la hipótesis de que la utilización de esta molécula de reserva (el glucógeno) está finamente relacionada al estado metabólico de la célula y se vincula a la idea de que el poliglucano es una reserva temporal de carbono y no a largo plazo”, ilustró el especialista.  

Los alcances de este estudio pueden ser enormes. El rol del glucógeno permite estudiar el papel de acumulación temporal del carbono en organismos de interés tecnológico que se usan en biorremediación, (el sistema que utilizan bacterias para digerir compuestos tóxicos y guardarlos en glucógeno). 

Además, el conocimiento de las propiedades de las enzimas puede aplicarse en el trabajo de refinerías para la conversión de desechos industriales del biodiesel, por ejemplo, y convertirlos en productos de mayor valor. 

UNL- Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas - Marzo 2017