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Genómica estructural

En los últimos años, el tema de la genómica estructural ha abierto la posibilidad de determinar la estructura y el mecanismo molecular de diversas proteínas, relacionadas con las causas y posible tratamiento de enfermedades como cáncer, diabetes, Parkinson y Alzheimer; estas dos últimas asociadas al plegamiento de proteínas.

El Premio Nobel de Química 2002, Kurt Wüthrich, visitó la Universidad Nacional Autónoma de México, para hablar sobre ése y otros temas, en la conferencia Structural Genomics: Exploring the Genomic Protein Sequence Universe, que ofreció ante estudiantes y académicos.

En el Auditorio “A” de la Facultad de Química (FQ), el científico presentó un panorama amplio sobre sus investigaciones en el campo de la genómica y la proteómica estructurales, con repercusión en la enzimología, toxicología, inmunología, señalización intracelular y regulación de la expresión genética, entre otras.

Würthrich explicó el uso de la técnica de resonancia magnética nuclear (RMN), dentro del marco de esas áreas, para el estudio de moléculas de origen biológico, lo que ha permitido el avance en la investigación de diversos padecimientos, en el diseño de fármacos, y en la bioquímica y la biotecnología.

La aplicación de la RMN al estudio de las proteínas llevó a Wüthrich a realizar, en 1985, la primera determinación completa de una estructura proteínica en solución acuosa, que le valió, en 2002, el Premio Nobel de Química.

Además, ha observado que esas sustancias son moléculas dinámicas, y la RMN permite no sólo conocer, por ejemplo, el lugar donde se unen los fármacos, sino la dinámica de esta unión. Con ello, el procedimiento generado por el científico suizo permite comprender mejor que con otras técnicas (cristalografía, por ejemplo), la movilidad de una molécula y la flexibilidad de la estructura, asociada con sus funciones.

Visita académica

La visita del Nobel de Química a esta entidad universitaria fue posible por la colaboración que lleva a cabo, desde hace un año, con el responsable del Laboratorio 117 del Departamento de Biología de la FQ, José J. García Trejo.

En su estancia en la FQ, el científico aprovechó para conocer los avances de la investigación encabezada por García Trejo, que junto con su equipo de trabajo descubrió, en 2010, una nueva proteína reguladora de la ATP sintasa, relacionada con el metabolismo energético. Esta enzima es el nanomotor que brinda energía a todos los seres vivos al sintetizar la ATP.

El hallazgo del equipo universitario se hizo en la familia de las proteobacterias, y denominaron a la nueva proteína subunidad (zeta), para distinguirla de las otras dos subunidades regulatorias ya descritas: las subunidades (épsilon) bacteriana y la IF1 mitocondrial.

Dado que la subunidad representa una estructura proteica totalmente nueva que regula al nanomotor de la ATP sintasa, se abre una línea de investigación novedosa en el campo de los nanomotores moleculares, y es de tamaño relativamente pequeño, es decir, accesible para resolver su estructura en 3D por técnicas de RMN.

“Es importante y novedosa, y a Würthrich le pareció un hallazgo interesante. Como su grupo trabajaba con una parecida, aceptó colaborar con nosotros”, afirmó García Trejo.

El universitario detalló que la técnica desarrollada por el Nobel, especializado en resolver estructuras de proteínas en tres dimensiones por RMN, se aplica a todas las proteínas relativamente pequeñas (como inhibidores y enzimas), y puede emplearse en cualquier rama de la ciencia biológica.

Trayectoria

Wüthrich, actual profesor del Instituto de Investigación Scripps en La Jolla, California, Estados Unidos, y del ETH, Zurich, Suiza (Swiss Federal Institute of Technology), recibió el Nobel por el desarrollo de espectroscopía de resonancia magnética nuclear para determinar la estructura tridimensional de macromoléculas biológicas en solución.

Estudió química, física y matemáticas en la Universidad de Berna, Suiza, de 1957 a 1962, y obtuvo el grado de doctor en química inorgánica, bajo la tutela de Silvio Fallab, en la Universidad de Basilea, en 1964. Realizó estancias posdoctorales en Basilea y en la Universidad de California en Berkeley, Estados Unidos, con R. E. Connick.

Ha escrito tres libros sobre RMN en moléculas biológicas, y publicado más de 700 artículos originales y revisiones. Es miembro del comité editorial de decenas de revistas científicas; fue editor de Quarterly Reviews of Biophysics (1984-1991), y Macromolecular Structures (1990-2000) y, desde 1991, es editor del Journal of Biomolecular NMR.

FUENTE: Boletín UNAM-DGCS-555

Educación y cultura, Física y Química, Posgrados, Salud, Social, Política y economía

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