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Highly Functional Polypeptides

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Polipéptidos paso a paso

Al igual que los polímeros se forman mediante la repetición de muchos monómeros iguales, los polipéptidos, en la naturaleza, se sintetizan mediante la unión de péptidos. Se ha empleado métodos novedosos que han arrojado luz sobre los mecanismos de la formación de polipéptidos sintéticos y que podrían mejorar el control de este proceso.

Tecnologías industriales

Los péptidos son ubicuos en las células y constituyen los bloques de construcción de moléculas que llevan a cabo muchísimas funciones. La capacidad de generar polipéptidos sintéticos con precisión, imitando a los de la naturaleza, sería un recurso muy importante para la química de síntesis. Podría proporcionar una plataforma para fabricar polímeros de forma sostenible y renovable. Los científicos estudiaron esta posibilidad con la financiación de la Unión Europea para el proyecto «Highly functional polypeptides» (HIPEP). Como estudio de caso, utilizaron una reacción de síntesis específica y relevante para la industria. La polimerización con abertura de anillos de N-carboxianhídrido (NCA) es el método más versátil para sintetizar biopolímeros y tiene grandes posibilidades para producir fácilmente una nueva generación de estructuras multifuncionales de polipéptidos. En el proceso se unen sucesivamente monómeros en anillo (péptidos o cadenas cortas de aminoácidos) que contienen NCA de aminoácidos. Se utiliza para obtener glatiramer, el ingrediente activo de un fármaco sujeto a receta médica que se utiliza para tratar la esclerosis múltiple. No obstante, la falta de un conocimiento detallado de los mecanismos de reacción impide controlarla con precisión. Los científicos trabajaron primero en el desarrollo de una forma de identificar los monómeros individuales, y no solo la presencia de NCA de aminoácidos, en mezclas. La propiedad que hace que los NCA de aminoácidos sean tan útiles en química de síntesis, su reactividad, también hace que su existencia sea fugaz y difícil de detectar. El equipo desarrolló protocolos utilizando hidrólisis de ácidos para facilitar su recuperación. Un método basado en la cromatografía de líquidos de alto rendimiento permitió separar los distintos NCA de aminoácidos y un detector de luz ultravioleta permitió detectar cada uno de ellos. La aplicación de los métodos recién desarrollados abrió una puerta al acceso a datos extensos sobre la polimerización de tres NCA de aminoácidos simultáneamente. El glatiramer consta de cuatro aminoácidos. Los datos experimentales se utilizaron para predecir el comportamiento del sistema ternario, con resultados excelentes. Los métodos desarrollados en el marco de HIPEP allanan el camino hacia una mejor predicción del comportamiento de los NCA de aminoácidos durante la polimerización, lo cual permitirá controlar mejor la secuencia de aminoácidos y, así, las propiedades del producto polimérico. No solo se espera disponer de nuevos polímeros polipéptidos innovadores, sino que la tecnología también debería mejorar nuestro conocimiento del mecanismo de acción de los fármacos con polipéptidos.

Palabras clave

Polímero, péptido, polipéptido sintético, N-carboxianhídrido, polimerización con ruptura de anillos, biopolímeros, aminoácido, glatiramer

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