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    El descubrimiento de la actividad enzimática bacteriana podría conducir a nuevos fármacos a base de azúcar

    Crédito:Universidad Técnica de Dinamarca

    Investigadores de DTU Biosustain y DTU Bioengineering han dilucidado la actividad de la enzima N-acetilgalactosaminidasa (GH109) cuyo mecanismo de actividad ha sido hasta ahora un misterio. Esta enzima puede convertir un grupo de bajo costo, abundantes de los llamados beta-azúcares en alto valor, alfa-azúcares difíciles de producir con interesantes propiedades terapéuticas.

    Este novedoso trabajo sobre la química y la actividad catalítica de esta enzima abre oportunidades a una amplia gama de aplicaciones y ahora ha sido publicado en la reconocida revista Catálisis ACS .

    "Estamos muy emocionados de haber descubierto cómo este simbionte humano utiliza una química hasta ahora desconocida para alimentarse de azúcares humanos. Ahora que entendemos la química detrás de este modo de acción, podemos cambiar la enzima para producir azúcares valiosos, "dice David Teze, Líder interino del Grupo de Ingeniería Enzimática en el Centro de Biosostenibilidad de la Fundación Novo Nordisk (DTU Biosustain) y primer autor de esta publicación.

    Bacteria con cualidades anticancerígenas.

    GH109 se encuentra en la bacteria intestinal humana Akkermansia muciniphila, donde degrada los azúcares en el moco que se encuentra en el intestino. Cuando GH109 degrada los azúcares del moco, los convierte en los llamados azúcares alfa-GalNAc, del que se alimenta.

    Biotecnológicamente, GH109 podría permitir la adición de alfa-GalNAc a otros compuestos. Esto es particularmente relevante, ya que la alfa-GalNAc es la parte "difícil de fabricar" de uno de los antígenos del cáncer más comunes, a saber, el antígeno de Thomsen-Friedenreich (Galβ1-3GalNAcα1). Por lo tanto, Los azúcares alfa-GalNAc podrían potencialmente formularse para vacunas contra el cáncer.

    "Los azúcares que contienen alfa-GalNAc podrían proteger contra el cáncer, pero es difícil sintetizar suficientes para las vacunas. Pero ahora, podemos optimizar una enzima para producirlos biotecnológicamente, "Dice Teze.

    Estos azúcares también tienen características que promueven la salud al funcionar como potentes prebióticos (alimento para bacterias probióticas), y otros estudios también sugieren que tienen propiedades antiinflamatorias. Pero los azúcares alfa-GalNAc son difíciles de producir químicamente. Por eso la producción biológica es muy interesante y, por eso, la función de GH109 se vuelve muy interesante.

    Usando bioinformática, análisis mutacional, análisis estructural, modelado computacional, así como estudios de cristalografía, este último realizado en una de las instalaciones de rayos X más poderosas del mundo, MaxIV, en Lund, Suecia:los investigadores revelaron una característica interesante de GH109. El sitio activo, que es donde tiene lugar la actividad enzimática, en realidad, podría manejar dos tipos de moléculas de entrada (alfa y beta glicanos). La enzima hace esto al tener un 'brazo' flexible que coloca la entrada correcta en el sitio activo.

    Debido a esta revelación, los investigadores tienen una idea más clara sobre cómo optimizar esta enzima, abriendo una oportunidad a gran escala, producción ecológica de α-GalNAcs en el futuro.


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