Científicos de la Universidad Nacional del Litoral, junto con especialistas estadounidenses, brindaron capacitación en nuevas herramientas digitales. Se trata del uso de un software especializado que permite ampliar el conocimiento de las estructuras y funciones de las proteínas. A partir de esa información es posible investigar cómo modificarlas para producir nuevos productos.
(21/8/07 – Agencia CyTA-Instituto Leloir. Por Priscila Fernández – UNL) – Parecidas a un terrible enredo de cordones, las proteínas son moléculas que conforman a los organismos vivos, compuestas por largas cadenas de aminoácidos.
Dada la complejidad de sus estructuras, estudiarlas no es una tarea fácil, pero sí necesaria para poder comprender cómo realizan sus funciones y cómo podrían alterarse para potenciarlas o inhibirlas.
Modificar las proteínas a través de la ingeniería permite obtener productos diferentes, lo que abre posibilidades infinitas. Sólo para citar un ejemplo, en el área de la biomedicina es posible identificar e inhibir las enzimas de las que se alimentan bacterias patógenas para desarrollar antibióticos. Otra posibilidad es producir una sustancia que sea capaz de cumplir la tarea de la hemoglobina, es decir, transportar oxígeno por el organismo.
Existen sistemas informáticos especialmente diseñados que permiten visualizar las estructuras de las proteínas, generar modelos y simular su dinámica a fin de ayudar a su comprensión. Dada la importancia de estos softwares, la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas (FBCB) de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) ofreció un curso de capacitación de postgrado organizado en conjunto con la Loyola University at Chicago (LUC).
“Estos programas permiten obtener parámetros que son útiles para el estudio de las proteínas como la posibilidad de ver ciertas interacciones y enlaces químicos”, explica el Dr. Miguel Ballícora, egresado de la Universidad Nacional de Buenos Aires e investigador de la LUC en los Estados Unidos.
Aplicaciones de ingeniería
Como herramientas, los softwares de visualización y modelado de proteínas pueden aplicarse a investigaciones de lo más variadas. Permiten indagar en cómo cambiar o modificar una proteína para hacerla más o menos activa, o incluso inhibirla.
Un ejemplo de esto es el trabajo que lleva cabo el Dr. Ken Olsen, docente e investigador de la LUC, quien estudia cómo la hemoglobina une al oxígeno. Este conocimiento permitiría desarrollar productos que puedan sustituir a la sangre.
“Si uno tiene un accidente y pierde mucha sangre, debe recibir una transfusión rápidamente, pero muchas veces no hay sangre disponible. Por eso hay mucho interés en obtener productos que puedan sustituir a la sangre, aunque sea para emergencias”, aclara Ballícora.
Otro ejemplo de aplicación del conocimiento de las proteínas es el trabajo que lleva a cabo el grupo de investigadores de la FBCB, liderado por el Dr. Alberto Iglesias. Su objetivo es generar enzimas que puedan sintetizar y producir almidón en exceso en las plantas. Para ello estudian una enzima en particular, para ver cómo hacerla más activa. A partir de esto se podría obtener trigo transgénico con mayor cantidad de almidón.
Ver y modelar
Los programas informáticos permiten a los usuarios ver en la pantalla la estructura en tres dimensiones de las proteínas. Eso posibilita observarlas desde diferentes ángulos, estudiar partes específicas, asignarles diferentes colores a fin de resaltar los segmentos estudiados, entre otras opciones. Otra de las posibilidades que ofrecen los sistemas informáticos es generar modelos de las proteínas aún cuando no se tienen datos experimentales de su estructura tridimensional.
“Hay métodos experimentales por los que es posible obtener una “foto” de la proteína aunque sea tan pequeña. Pero eso requiere mucho tiempo, suele ser complicado y, a veces, no es factible”, aclara el experto y agrega: “En esos casos, lo que uno puede hacer es ver si hay alguna proteína parecida y modelarla en función de ella”.
“Supongamos que uno encuentra huesos de un dinosaurio y tiene que armar el esqueleto. Como nunca vio un dinosaurio no sabe cómo hacerlo. Entonces uno lo arma en función de la estructura de un cocodrilo que es lo más parecido que va a encontrar. El resultado es un modelo”, ejemplifica Ballícora.
Finalmente, otra de las aplicaciones que posibilitan las herramientas computacionales es el estudio de la dinámica de las proteínas. La estructura de estas sustancias no es estática sino que se mueve.
“Conocer cuál es el movimiento sirve porque puede indicar diferentes tipos de roles y uniones de las que es capaz esa proteína. El problema es que no le podemos “sacar fotos” a la secuencia del movimiento, sino que sólo contamos con los extremos del movimiento. Las computadoras son capaces de calcular el movimiento completo”, explicó.
Además de las posibilidades de visualización y modelado, el curso aborda el estudio de la evolución molecular de las proteínas. “De la misma forma que es posible estudiar la evolución del hombre desde sus ancestros, es posible estudiar los “árboles genealógicos” de las proteínas para entender su evolución”, cuenta Ballícora.
En síntesis, la aplicación de herramientas informáticas para ampliar el conocimiento sobre las proteínas es un tema de gran interés y crecimiento en el mundo. Por ello, este curso organizado por la Dra. Mabel Aleanzi y el Dr. Alberto Iglesias del Laboratorio de Enzimología Molecular de la Cátedra de Bioquímica Básica de Macromoléculas, contó como asistentes a alumnos de postgrado de la UNL, así como de las Universidades de Rosario, Mar del Plata, Córdoba y Buenos Aires y la colaboración de Misty Kuhn, estudiante de doctorado de la LUC.
