La biosíntesis de cianobacterinas crea una nueva clase de compuestos naturales con aplicaciones potenciales en los sectores farmacológico y agrícola

Se han descubierto vías biosintéticas para fabricar el producto natural cianobacterina, que la cianobacteria Scytonema hofmanni produce en cantidades modestas.

También encontraron una nueva familia de enzimas para formar enlaces carbono-carbono en el proceso.

Como resultado, los (bio)químicos han ampliado el repertorio de biocatálisis ahora conocido de la naturaleza, lo que permite nuevas aplicaciones médicas a largo plazo en biotecnología y agricultura.

Biosíntesis de cianobacterias

(Foto: Justin Sullivan/Getty Images)


La cantidad de compuestos, llamados productos naturales, que la naturaleza hace biodisponibles, ha demostrado ser una buena química.

Estos compuestos naturales también son esenciales para nuestra supervivencia como seres humanos.

Se emplean de muchas maneras en nuestra vida diaria, incluso como ingredientes activos en medicina y agricultura.

Los antibióticos como la penicilina obtenida del moho, el fármaco contra el cáncer Taxol derivado del tejo del Pacífico y las piretrinas derivadas de los crisantemos, que se utilizan para tratar las infestaciones de plagas, son solo algunos ejemplos.

El descubrimiento y la fabricación de fármacos basados ​​en estas moléculas requiere el conocimiento y la comprensión de la biosíntesis de estas sustancias químicas en la naturaleza.

«DiPaC nos permite transferir las rutas de biosíntesis de productos naturales completos a sistemas huésped recombinantes de manera muy rápida y eficiente», señala el profesor de bioquímica técnica de TU Dresden, Tobias Gulder. ciencia diaria.

Luego, los investigadores investigaron etapas individuales importantes de la biosíntesis de cianobacterinas mediante la producción de todas las enzimas principales en el organismo huésped E. coli, aislándolas y luego evaluando su actividad.

En el proceso, descubrieron una familia de enzimas previamente no descubiertas llamadas formulaciones de furanolida.

Estos tienen el potencial de catalizar la creación de enlaces carbono-carbono de una manera inesperada.

Investigaciones adicionales sobre estas formulaciones de furanolida han revelado que son eficaces en biocatalizadores in vitro, lo que las hace ideales para aplicaciones biotecnológicas.

La profesora Tanya Golder del Instituto de Química Orgánica de la Universidad de Leipzig explicó: «Mediante el uso de formulaciones de furanolida, hemos obtenido una herramienta enzimática que nos permitirá desarrollar métodos más ecológicos para la producción de compuestos bioactivos en el futuro, haciendo así contribuciones significativas a una química más sostenible».

Los dos equipos de estudio ahora planean buscar estos bioestimulantes únicos en otras especies, para descubrir más miembros biológicamente activos de esta clase de productos naturales, así como para crear enfoques biotecnológicos para la síntesis de cianobacterias y la diversificación estructural.

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biosíntesis

La biosíntesis, al igual que el metabolismo celular, es la producción de compuestos naturales a través de procesos enzimáticos, según templar la naturaleza.

Para producir una sola molécula fisiológicamente activa, varias enzimas deben realizar reacciones enzimáticas consecutivas.

Al mezclar sustratos con enzimas utilizando técnicas recombinantes, la biosíntesis se puede utilizar para la síntesis química in vitro o en organismos como Escherichia coli.

Durante la biosíntesis, es necesaria una reacción química para permitir que el componente inicial simple se transforme o se transforme en otra sustancia.

Los precursores son los primeros componentes.

Luego, la energía química para la reacción es proporcionada por moléculas de mayor energía, dependiendo de estudio.com.

Las enzimas catalíticas, que son proteínas especializadas, «catalizan» el proceso y ayudan a las coenzimas a completarlo.

Las plantas producen nuevos químicos usando energía solar (junto con dióxido de carbono y agua). Una sustancia llamada ATP proporciona energía química al cuerpo humano para los procesos (o trifosfato de adenosina).

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