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Descifran un mecanismo clave para obtener compuestos derivados de las algas pardas con aplicaciones en biotecnología

Carlos Alberto Santamaría González — Tue, 15 Apr 2025 11:00:59 +0000

Cada año se extraen miles de toneladas de algas pardas del fondo del mar para obtener compuestos como los alginatos, un polímero compuesto de azúcares que cuenta con una alta densidad y resistencia, ofreciendo potenciales aplicaciones biotecnológicas. Un equipo internacional coliderado por la Universidad de Barcelona (UB) ha descifrado el mecanismo por el que un tipo de enzimas, las llamadas liasas de alginato (AL), son capaces de degradar estos biomateriales marinos, permitiendo su uso como portadores de fármacos, aditivos o espesantes, entre otros.

Estos resultados, publicados en la revista Nature Communications, ayudarán en la obtención y el diseño de nuevos «alginatos a medida» para aplicaciones específicas, especialmente en la industria alimentaria y biomédica.

A pesar de la abundancia de los alginatos en el entorno marino, su abanico de oportunidades, especialmente dentro del sector biomédico, está fuertemente limitado por la falta de homogeneidad en su composición en el estado natural, pues pueden contener una mezcla de azúcares de tipo ácido manurónico y ácido gulurónico en proporciones variables. El conocimiento del mecanismo de acción de las enzimas AL cuando rompen específicamente los enlaces que conectan los azúcares de tipo ácido manurónico en este polímero contribuirá a superar estas limitaciones.

Parte del estudio se ha basado en el análisis computacional del mecanismo de acción de estas enzimas, usando como punto de partida las estructuras tridimensionales de la enzima AL en interacción con diversas variantes de alginatos, obtenidas por los colaboradores de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU). A partir de esta estructura y utilizando los recursos del superordenador MareNostrum 5 del Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona (Barcelona Supercomputing Center BSC-CNS), el equipo de la UB ha realizado simulaciones de dinámica molecular, empleando técnicas multiescala de mecánica cuántica y mecánica molecular para modelar y obtener una descripción detallada a nivel atómico de la reacción química que tiene lugar durante la degradación de los alginatos.

Estas simulaciones han permitido conciliar discrepancias científicas previas sobre el número de etapas en las que ocurre la reacción, confirmando que sucede en una sola y que el polímero se rompe por el centro, y no por uno de sus extremos. También han esclarecido la naturaleza del estado de transición —la configuración de mayor energía durante la reacción— como una especie de alta carga negativa.

Otro elemento destacado de la investigación es que las enzimas analizadas pertenecen a la familia 7 de liasas, la más abundante conocida hasta la fecha, lo que permite extrapolar el mecanismo descrito a otras enzimas con alto potencial biotecnológico.

11 abril 2025 | Fuente: EurekAlert! | Noticia

Clave para evitar el sarro dental puede encontrase en algas

Lic. Heidy Ramírez Vázquez — Sun, 08 Jul 2012 12:59:31 +0000

Una crema dental creada a partir de enzimas de microbios presentes en algas puede prevenir la formación de placas dentales, difundieron expertos en la conferencia de la Sociedad para Microbiología Aplicada que se efectúa en Edimburgo, Escocia.

Investigadores de la Universidad de Newcastle encontraron accidentalmente que el Bacillus licheniformis, bacteria presente en varias especies de esa planta acuática es capaz de afectar la placa bacteriana que se acumula en los dientes.

El B.licheniformis libera una enzima que puede eliminar a la Streptococcus mutans, responsable de la erosión dental.

“La enzima se descompone y extrae la bacteria presente en la placa y, lo más importante, también puede evitar la acumulación de placa dental”, expresó Grant Burgess.

Los científicos esperan aprovecharla en una crema dental, enjuague bucal o una solución.

También es posible que se pueda utilizar en la limpieza de implantes de cadera o válvulas fonatorias.
julio 6/2012 (PL)

Clave para evitar el sarro dental puede encontrase en algas

Dra. María T. Oliva Roselló — Sat, 07 Jul 2012 06:03:19 +0000

El B.licheniformis libera una enzima que puede eliminar a la Streptococcus mutans, responsable de la erosión dental.

«La enzima se descompone y extrae la bacteria presente en la placa y, lo más importante, también puede evitar la acumulación de placa dental», expresó Grant Burgess.

Los científicos esperan aprovecharla en una crema dental, enjuague bucal o una solución.

También es posible que se pueda utilizar en la limpieza de implantes de cadera o válvulas fonatorias.
julio 6/2012 (PL)

Advierten sobre grave incremento de contaminación marina

Lic. Heidy Ramírez Vázquez — Mon, 21 Feb 2011 06:00:59 +0000

El medio ambiente marino en el mundo está en riesgo por \»las elevadas cantidades de fósforo y plástico que se vierten en éste\», advirtió el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (Pnuma) en su informe anual.De acuerdo con un extracto del documento publicado en México por la representación de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), el riesgo del medio ambiente marino lleva consigo también peligros para la salud humana.
La contaminación, producto del fósforo y de otras sustancias derivadas de actividades humanas, sobre todo industriales, como el nitrógeno y de aguas residuales, ha causado proliferación de algas. Esto último ha producido el envenenamiento de peces con la consecuente afectación al equilibrio marino, por no hablar de las afectaciones al sector turístico en distintas partes del mundo.
El informe advierte que de acuerdo con los especialistas, los plásticos industriales que se vierten al mar, en particular aquellos con tamaños menores a cinco milímetros pueden generar graves daños a la salud. Se cree que esos plásticos afectan a los peces que los confunden con alimento y mueren, pero también acumulan sustancias tóxicas que podrían ocasionar problemas endocrinos, mutaciones y hasta cáncer. En ese sentido, el informe considera urgente terminar con estas prácticas, limpiar los océanos en la medida de lo posible y establecer programas más ambiciosos de reciclaje de materiales.
Ciudad de México, febrero 17/2011 (Notimex)

El reloj biológico marca el tiempo de todas las formas de vida

Sun, 30 Jan 2011 06:26:54 +0000

Científicos identificaron el mecanismo que controla el reloj interno de 24 horas de todas las formas de vida, un hallazgo que podría arrojar luz sobre algunos problemas del trabajo por turnos rotativos.Investigadores de las universidades británicas de Cambridge y Edimburgo, cuyo trabajo fue publicado el miércoles en la revista Nature (doi:10.1038/nature09702), indicaron que sus hallazgos brindan una perspectiva importante sobre los problemas de salud que padecen enfermeros, pilotos y otros trabajadores con turnos rotativos.
El problema es que en esas personas el reloj biológico se ve interrumpido. Los estudios también sugieren que el reloj circadiano de 24 horas que se encuentra en las células humanas es el mismo que se halla en las algas y que los datos respaldan los millones de años de vida en la Tierra, añadieron los especialistas.
En el primer estudio, científicos de Cambridge revelaron por primera vez que los glóbulos rojos tienen un ritmo de 24 horas. Esto es importante, explicaron, porque siempre se pensó que los ritmos circadianos estaban ligados al ADN y a la actividad genética pero, a diferencia de la mayoría de las células del cuerpo, los glóbulos rojos no tienen ADN.
\»Las implicaciones de esto para la salud son múltiples. Ya sabemos que los relojes interrumpidos (…) están asociados con desórdenes metabólicos como la diabetes, los problemas de salud mental e incluso el cáncer\», dijo Akhilesh Reddy, que dirigió el estudio.
\»Esperamos que las relaciones (…) puedan esclarecerse para incrementar nuestro conocimiento sobre cómo funciona el reloj de 24 horas en las células\», añadió.
Muchos estudios científicos han descubierto vínculos entre los turnos irregulares de trabajo y mayores posibilidades de desarrollar diabetes, enfermedades cardíacas y obesidad. La interrupción del sueño también está asociada con enfermedades mentales como la depresión y el desorden bipolar.
Un equipo de científicos señaló el año pasado que había usado fármacos experimentales en desarrollo por parte de Pfizer para restaurar los relojes corporales de ratones en laboratorio, lo que abre la posibilidad de que en un futuro puedan crearse medicinas para restaurar los ritmos en las personas cuyos relojes se han descalibrado.
En estas nuevas investigaciones, el equipo de Reddy incubó en condiciones de oscuridad y a temperatura corporal, glóbulos rojos purificados de voluntarios saludables y tomó muestras regularmente durante varios días.
Luego los expertos examinaron los niveles de ciertos indicadores bioquímicos, las proteínas llamadas peroxiredoxinas que se encuentran en prácticamente todos los organismos conocidos y que se producen en cantidad en la sangre. Los resultados mostraron que había una modificación en esas proteínas en un patrón que se sucedía una y otra vez cada 24 horas.
Una nueva investigación reveló más tarde un ciclo similar de 24 horas en las algas marinas, lo que sugiere que los relojes corporales internos siempre han sido importantes, aun para las formas de vida más primitivas y antiguas.
Los investigadores hallaron esos ritmos al tomar muestras de las peroxiredoxinas en las algas a intervalos regulares, también durante varios días. Cuando las algas eran mantenidas en la oscuridad, su ADN ya no estaba activo pero conservaban sus relojes circadianos en funcionamiento aun ante la inactividad genética.
Los expertos creían anteriormente que el reloj circadiano estaba manejado por la actividad genética, pero tanto en el caso de las algas como de los glóbulos rojos, las células marcaban el compás sin necesidad de los genes.
Andrew Millar de la Universidad de Edimburgo, quien dirigió la segunda investigación, dijo que esto demuestra que los relojes corporales son mecanismos ancestrales que han estado presentes a través de los miles de millones de años de evolución de la vida. \»Ellos deben ser mucho más importantes y sofisticados de lo que creíamos previamente\», señaló Millar, que agregó que ahora se requieren más estudios parar determinar cómo y por qué estos relojes se desarrollaron en las personas y qué papel cumplen en el control de nuestros cuerpos.
Londres, enero 26/2011 (Reuters)