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    Bacteria marina arroja luz sobre el control de metales tóxicos

    Crédito:CC0 Public Domain

    Una bacteria que habita en el océano ha proporcionado nuevos conocimientos sobre cómo las células se protegen de los efectos tóxicos de los iones metálicos como el hierro y el cobre. en investigación dirigida por la Universidad de East Anglia (UEA).

    Aunque esencial para la vida, Los iones metálicos también pueden generar especies reactivas de oxígeno (ROS), moléculas altamente reactivas que dañan las células cuando intentan formar enlaces con otras moléculas.

    Inhumanos, Las especies reactivas de oxígeno están relacionadas con el envejecimiento y también con enfermedades como el cáncer.

    Para reducir los efectos tóxicos del hierro, una familia de proteínas llamadas ferritinas desintoxica y almacena los iones metálicos dentro de su capa de proteína en forma de balón de fútbol, generando un depósito seguro pero accesible al que la célula puede aspirar cuando el hierro en el ambiente se vuelve escaso.

    Trabajando con investigadores de la Universidad de Essex y el Instituto Scripps en California, el equipo de la UEA ha descubierto cómo una ferritina en una bacteria marina en particular logra llevar a cabo este proceso de desintoxicación.

    Extraordinariamente, la bacteria produce ferritina en respuesta a altos niveles de cobre, no hierro.

    El equipo descubrió que no había interacción directa entre la ferritina y el cobre, pero en cambio la ferritina catalizó un nuevo tipo de reacción entre el oxígeno y el hierro. Esto generó una forma de ferritina que tiene una capacidad mejorada para desintoxicar ROS directamente, al mismo tiempo que realiza sus funciones de almacenamiento y desintoxicación de hierro.

    Profesor Nick Le Brun, de la Escuela de Química de UEA, dijo:"Creemos que el hierro involucrado en esta nueva vía ha sido desplazado de otras proteínas que contienen hierro por el cobre, y la bacteria gestiona la toxicidad del hierro desplazado produciendo ferritina. Esto es de particular interés porque la ferritina involucrada se parece más a la de los animales que a la de otras bacterias ".

    Este tipo de proceso no ha sido detectado previamente por los científicos y confirma que hay muchos mecanismos de ferritina diferentes en funcionamiento en diferentes organismos.

    Dr. Dima Svistunenko, de la Universidad de Essex, dijo:"La química entre el hierro y el O2, que genera ROS dañinos, se ha estudiado en muchos sistemas, y eso incluye varias ferritinas de una variedad de organismos. Pero, aquí, vimos una reactividad que es completamente nueva, apuntando a un proceso de desintoxicación sin precedentes que implica la transferencia de electrones de largo alcance a través de la molécula de proteína ".

    Una búsqueda en bases de datos genómicas llevada a cabo por el equipo también reveló que muchas otras bacterias marinas similares pueden producir ferritinas similares en condiciones de estrés.

    El equipo ahora planea expandir su investigación para investigar qué tan extendido está el nuevo mecanismo.

    "Ninguna de las ferritinas estudiadas anteriormente, o incluso enzimas de hierro en general, reaccionar de la forma en que lo hace esta ferritina recién descubierta, ", dijo el profesor Le Brun.

    "Esta nueva química no solo representa un gran avance para nuestra comprensión de los procesos antioxidantes naturales, También revela nuevas posibilidades para futuros biocatalizadores diseñados que podrían, por ejemplo, encontrar uso en el desarrollo de fármacos ".

    'La reacción de O2 con una proteína de di-hierro genera un centro y peróxido de Fe2 + / Fe3 + valente mixto' se publica en PNAS el 14 de enero 2019.


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