Investigadores de la Universidad de Adelaide han descubierto propiedades previamente desconocidas en una enzima vegetal que podría conducir a avances en la producción de cereales, las industrias médica y farmacéutica.

La investigación, publicada en Nature Communications —también tiene el potencial de aplicarse al diseño de productos químicos, medicamentos, herbicidas y pesticidas donde las enzimas son una alternativa rentable y respetuosa con el medio ambiente a los métodos actuales.

"Descubrimos que estas enzimas no son rígidas, como se ve a menudo en las estructuras cristalinas, sino que son flexibles y propensas a cambios notables en la forma", dijo la líder del proyecto, la profesora emérita Maria Hrmova, de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Vino de la Universidad de Adelaide, y el Instituto de Investigación Waite.

"Esto se logró examinando el comportamiento de unión de los azúcares en la enzima en escalas de tiempo ultrarrápidas.

"Resolvimos 25 estructuras cristalinas nuevas y combinamos los datos estructurales con un poderoso modelado multiescala, que reveló procesos dinámicos inesperados en una enzima vegetal.

"Nuestro estudio proporciona un modelo sobre la dinámica de las enzimas, que antes era inaccesible.

"Esto significa que potencialmente podríamos mejorar las propiedades de la enzima que son críticas para la germinación y la forma en que crecen las raíces, lo que lleva a mayores rendimientos de cebada, lo cual es crucial en la producción de cereales".

"También hay una variedad de otros campos en los que esta investigación podría aplicarse en múltiples industrias y productos.

"Este trabajo es el resultado de ocho años de investigación, no solo de la Escuela de Agricultura, Alimentación y Vino y el Instituto de Investigación Waite, sino también de otras instituciones en Australia, y también en China, Francia, España y Tailandia.

"Realmente ha sido un esfuerzo de colaboración y del que estamos extremadamente orgullosos, especialmente cuando la escasez de alimentos es un problema tan crítico e importante en todo el mundo. Las posibilidades que surgen de este trabajo son infinitas".

Las enzimas son esenciales para la vida. Aumentan significativamente la velocidad de una reacción química sin sufrir ningún cambio químico permanente.

Pero cuando las enzimas se convierten, las sustancias con las que opera una enzima entran y salen de la enzima a alta velocidad.

Este proceso inhibe la investigación de estas interacciones usando técnicas experimentales estándar, un problema que salió a la luz usando este enfoque multidisciplinario.

"Este trabajo podría conducir a mejoras significativas en las tasas catalíticas, la estabilidad y la inhibición del producto en estas enzimas", dijo la profesora emérita Hrmova.

"Los nuevos hallazgos son aplicables para desarrollar o fabricar productos a través de nuevas formas de enzimas creadas mediante bioingeniería que podrían aplicarse fuera de los sistemas biológicos a través de las industrias química y biotecnológica". + Explora más

El descubrimiento de plantas abre fronteras