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    Bloque de construcción básico de ARN producido biocatalíticamente por primera vez

    Los investigadores de Graz son los primeros en el mundo en demostrar "YeiN", una enzima que es un biocatalizador adecuado para la producción de nucleósidos C, los bloques de construcción básicos del ARN. Crédito:Lunghammer - TU Graz

    Debido a la pandemia de COVID 19 y la búsqueda intensiva asociada de terapias y vacunas, la clase de sustancias químicas de los nucleósidos está experimentando un enorme interés. Los nucleósidos naturales y sintéticos tienen un efecto antivírico y pueden actuar como componentes básicos de los ácidos ribonucleicos (ARN). Cuando se incorpora al ARN, nuevas interacciones dentro de la macromolécula dan como resultado consecuencias positivas para la estabilidad y la eficacia biológica.

    En química médica, la familia molecular de nucleósidos de carbono (C) tiene una demanda particular. Estos difieren de los nucleósidos de nitrógeno (N) que se encuentran naturalmente con más frecuencia —los bloques de construcción clásicos del ARN— en la forma en que el azúcar se une a la denominada base nucleica. En lugar de un enlace carbono-nitrógeno, Los C-nucleósidos tienen un enlace carbono-carbono. Esto es bioquímicamente mucho más estable y confiere a los ingredientes activos una vida media biológica más prolongada. Por primera vez, dos investigadores de la Universidad Tecnológica de Graz y el centro de competencia acib (Centro Austriaco de Biotecnología Industrial) han logrado producir nucleósidos C biocatalíticamente con la ayuda de enzimas. Los resultados concretos se han publicado en Comunicaciones de la naturaleza .

    Sí a la enzima YeiN

    Bernd Nidetzky, Jefe del Instituto de Biotecnología e Ingeniería de Bioprocesos en TU Graz y al mismo tiempo Director Científico del Centro Austriaco de Biotecnología Industrial (acib), y Martin Pfeiffer de acib descubrieron y caracterizaron en un estudio la enzima YeiN, que puede unir los dos bloques de construcción de nucleósidos ribosa-5-fosfatos y uracilo por medio de un enlace de carbono específico. Son los primeros investigadores en todo el mundo en demostrar una enzima que es un biocatalizador adecuado para la producción de C-nucleósidos.

    La estructura del enyzm YeiN. © Martin Pfeiffer

    Producción eficiente y ecológica

    Con la ayuda del poder catalítico de YeiN, la empresa con sede en Graz pudo producir varios derivados de la importante pseudouridina C-nucleoide. También pudieron demostrar que uno de estos derivados puede incorporarse en el ARN y así permitir la modificación del ARN. Esto es particularmente relevante para la producción de productos terapéuticos basados ​​en ARN, dado que la incorporación de pseudouridina en el ARN aumenta la estabilidad y la vida media y, por lo tanto, mejora la eficacia del ARN terapéutico, como una vacuna. "En nuestro estudio mostramos que la pseudouridina se puede producir biocatalíticamente. En comparación con una síntesis puramente química, esta es una forma mucho más eficiente, ya que se requieren menos pasos de reacción y no se requieren productos químicos tóxicos. La producción biocatalítica de C-nucleósidos es, por tanto, muy fuerte, alternativa elegante a la síntesis química clásica e incluso superior a ella en términos de eficiencia, ", dice Bernd Nidetzky. Según los hallazgos publicados en Comunicaciones de la naturaleza , Ahora se pueden realizar investigaciones para ampliar el espectro de sustratos de YeiN. ¿La meta? La síntesis biocatalítica de otros C-nucleósidos relevantes.

    Vacunas de ARN

    Las primeras vacunas integrales contra COVID-19 con vacunas de ARN se han estado ejecutando durante unos días. Estas vacunas completamente nuevas contienen información genética del patógeno e inducen a las células a producir una proteína viral, que luego se presenta al sistema inmunológico. La reacción inmunitaria subsiguiente protege al cuerpo de una infección viral real. Si uno ya está infectado con el virus, Los medicamentos antivirales pueden evitar que el virus se multiplique.

    Remdesivir, un fármaco basado en nucleósidos C, tiene estas propiedades antivirales necesarias y es eficaz contra varios virus de ARN, incluidos los virus corona y ébola. El ingrediente activo ha recibido aprobación condicional en la UE para el tratamiento de pacientes con COVID-19. La producción biocatalítica de C-nucleósidos podría impulsar aún más esta nueva esperanza, así como las vacunas de ARN basadas en C-nucleósidos.


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