Por décadas, Los científicos y los médicos han sabido que las bacterias del suelo eran capaces de producir estreptozotocina, un compuesto antibiótico que también es un tratamiento importante para ciertos tipos de cáncer de páncreas.

Lo que estaba menos claro sin embargo, Fue exactamente como las bacterias lograron hacerlo.

Dirigido por Emily Balskus, Catedrático de Química y Biología Química, un equipo de investigadores ha desenredado ese proceso, mostrando por primera vez que el compuesto se produce a través de una vía enzimática y revelando la nueva química que impulsa el proceso. El estudio se describe en un artículo del 7 de febrero publicado en Naturaleza .

¿Qué hace que la molécula sea un agente anticanceroso tan eficaz? es una estructura química conocida como nitrosamina, lo que Balskus llamó la "ojiva" reactiva de la molécula.

Conocido por ser altamente reactivo, Se ha demostrado que las nitrosaminas son tóxicas en una serie de otros compuestos, y son más comúnmente conocidos fuera del tratamiento del cáncer como carcinógenos que se encuentran en todo, desde el tabaco hasta las carnes curadas.

"Este motivo químico tiene una gran relevancia biológica, y ha sido investigado a fondo, "Dijo Balskus." Hasta nuestro trabajo, la visión de cómo se generó este motivo químico en los sistemas biológicos involucró química no enzimática; fue simplemente algo que ocurrió en las condiciones adecuadas ".

Balskus y colegas, sin embargo, sospecha que la historia puede ser más compleja, y se propuso explorar si las bacterias desarrollaron una vía natural para producir compuestos de nitrosamina.

"Eso es lo que encontramos en este documento, ", explicó." Descubrimos los genes biosintéticos y la enzima biosintética que utilizan las bacterias para producir estreptozotocina.

"Y lo que reveló fue una gran sorpresa en términos de cómo se forma este grupo funcional, ", continuó." Porque resulta que es producida por una enzima de una manera muy diferente a todas las otras rutas conocidas para producir nitrosamina. La reacción es muy limitada, Si alguna, precedente en química biológica o sintética ".

Lo que Balskus y sus colegas encontraron fue una enzima dependiente de hierro con dos dominios diferentes, cada uno de los cuales cataliza diferentes pasos en el proceso.

"Ambos dominios se han asociado con otra química en enzimas, pero en el contexto de esta proteína, ambos están haciendo cosas realmente nuevas, "Dijo Balskus." Así que, en general, desde una perspectiva puramente química, es una enzima muy emocionante ".

Es igualmente emocionante desde una perspectiva biológica, ella añadió, porque muestra por primera vez que la biología desarrolló una vía específica para la fabricación de nitrosaminas.

"Y cuando buscamos genomas bacterianos en busca de enzimas que se parezcan a esta, vemos muchos de ellos, incluidos algunos en grupos de genes en patógenos humanos y en organismos que viven en simbiosis con plantas, ", Dijo Balskus." Así que parece que hemos subestimado cómo la naturaleza podría estar usando compuestos como este. El descubrimiento de que existen enzimas dedicadas para hacer este tipo de grupo funcional, y el hecho de que pueda estar fabricado por tantos tipos de microbios sugiere un papel importante para su biología ".

Avanzando, Balskus dijo:está trabajando con colaboradores para comprender cómo funciona la enzima a nivel molecular y comprender mejor los pasos intermedios en la producción de nitrosamina.

Balskus también espera investigar si otras bacterias, en particular los patógenos humanos, dependen de enzimas similares para producir compuestos potencialmente tóxicos y de qué manera.

"La pregunta que queremos responder es si este nuevo tipo de enzima permite que los patógenos humanos hagan algo que dañe al huésped". ", dijo." Ahora que hemos encontrado estos grupos de genes, podemos empezar a preguntarnos qué podrían estar haciendo estos otros compuestos que contienen N-nitrosamina ".