Química bioortogonal para comprender las funciones proteicas
Para comprender la biología de la célula, es necesario comprender la estructura de las proteínas, además de su localización, modificaciones posteriores a su traducción y sus interacciones con macromoléculas. Para estudiar y manejar macromoléculas deben agregarse marcadores específicos, o moléculas indicadoras, con reacciones de ligación. El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea BIOCHEMLIG (Bio-orthogonal chemo-specific ligation) es encontrar nuevas reacciones de ligación biocompatibles y quimioespecíficas. El proyecto buscó desarrollar procesos de ligación nuevos muy eficientes, de gran alcance, alta quimioselectividad y velocidad de reacción. Las reacciones de ligación sirven para sintetizar bancos combinados, marcar biomoléculas y llevar a cabo reacciones de síntesis supramolecular. Para la aplicación in vivo es necesario cumplir con criterios muy estrictos. En este sentido, los científicos buscaron compatibilidad fisiológica y bioortogonalidad. Durante los cuatro años del proyecto se investigaron nuevas reacciones aplicables a la imaginología, como las reacciones de fluoración, utilizadas para preparar radiomarcadores de 18F para la tomografía por emisión de positrones. Se aplicó un protocolo a base de paladio de acción moderada y rápida para demostrar por primera vez la formación de un enlace 18F-C, en el cual el radiomarcador se une a un átomo de carbono. Además, BIOCHEMLIG centró su atención en el desarrollo de nuevas metodologías de conjugación de metaloenzimas artificiales y dendrímeros. Las metaloenzimas artificales están compuestas por una unidad organometálica con propiedades catalíticas que forma parte de una macromolécula. El proyecto propuso apuntar de forma racional a los metalofármacos antineoplásicos con proteínas presentadoras, que podrían utilizarse para mejorar su especificidad de fijación a las dianas marcomoleculares. Los científicos pensaron en la posibilidad de realizar estudios de detección de alto rendimiento para las reacciones formadoras de enlaces y las reacciones de ligación de referencia, así como de desarrollar una plataforma informática química y biológica para las investigaciones teóricas. El proyecto produjo reacciones bioortogonales de marcado de proteínas innovadoras. Dos de los biosensores obtenidos permiten el análisis riguroso de muestras biológicas. Los resultados de BIOCHEMLIG han sido presentados en dieciocho publicaciones con comité de lectura y tres patentes. Gracias a BIOCHEMLIG, los científicos podrán analizar los procesos celulares con precisión molecular, agilizar la preparación de un banco de bioconjugados y disponer de estrategias innovadoras para la biología química.
Palabras clave
Bioortogonal, funciones proteicas, química covalente, ligación química, quimioselectividad