Page 72 - 84_04
P. 72
Como se esquematiza en esta figura el proceso mutada de citocromo C de Rhodothermus marinus
desarrollado por la galardonada con el Premio Nobel, la permitió lograr un enzima con actividad catalítica
Dra. Arnold, y por muchos otros laboratorios, supone abiológica capaz de estimular la formación de enlaces C-Si
incluir varias rondas más de mutación y selección, siempre y C-B. Compuestos con estos enlaces encuentran
que existan procedimientos experimentales para aplicaciones en la producción de contrastes, elastómeros,
seleccionar genes mutantes que den lugar a proteínas etc. Finalmente, tras diez rondas de mutación y selección
convenientemente modificadas. Un gen mutado que de citocromo P450 de Labrenzia aggregata se obtuvieron
muestra capacidad de codificar una proteína con nuevas variantes de esta proteína, que acumulaban hasta doce
propiedades enzimáticas puede ser susceptible de nuevas cambios de aminoácidos, algunos en posiciones alejadas
rondas de mutación que amplíe las mejoras aportadas. La de centro activo de la proteína. Esta proteína ejerce nuevas
pregunta entonces es si serán factibles muchos cambios, actividades catalíticas enzimáticas, desconocidas en los
incluso algunos que lleven a catalizar reacciones que no seres vivos y en la química de síntesis, como puede ser la
sean propias de los seres vivos, precisamente por parte de epoxidación o la funcionalización de alquenos (2).
proteínas que de ellos derivan.
El repertorio de posibilidades de aplicación de la
NUEVA QUÍMICA, LA QUÍMICA QUE ingeniería de proteínas, basada en la evolución forzada en
SOBREPASA LOS LÍMITES BIOLÓGICOS el laboratorio, se ha seguido ampliando. La plasticidad de
ESTABLECIDOS las enzimas para adaptarse a nuevos desempeños, en
función de cambios mutacionales en su estructura, ha
La evolución forzada de proteínas en condiciones de continuado ampliándose de forma notable. Algunos
laboratorio ha permitido logros fundamentales con ejemplos incluyen, la modificación de las capacidades de
aplicaciones prácticas que ya están en el mercado (2). De plegamiento de las proteínas, con su consiguiente
alguna forma esta tecnología mimetiza fenómenos que ya aplicación para su estudio en las células o su empleo en
se han dado en la naturaleza. Por ejemplo, sabemos que las Biotecnología (4); la generación de nanoestruturas
bacterias han evolucionado para hacerse resistentes a los proteicas covalentemente enlazadas (5); la formación de
antibióticos generando actividades enzimáticas que consorcios celulares estructurados sintéticos (6); la
inactivan a los antimicrobianos (3) y que antes no existían. alquilación selectiva de en enlaces C-H mediante catálisis
Igualmente, se ha producido la evolución de proteínas basada en el Fe (7).
enzimáticas con capacidades de degradar nuevos sustratos
químicos que antes no aparecían en el medio natural. En el PRODUCIR ANTICUERPOS SIN INMUNIZACIÓN
análisis de los fundamentos de la ingeniería de proteínas
que nos ocupa también cabe pensar en el diseño, una vez Uno de los capítulos más fascinantes de la
que el conocimiento de las secuencias de genes puede Inmunología, escrito en el pasado siglo, consistió en
permitir predecir estructuras polipeptídicas que pudieran desvelar las bases bioquímicas y genéticas de a inmunidad
tener actividades biológicas determinadas, lo que llevaría a humoral. Conocida la estructura de los anticuerpos
su síntesis biológica por expresión de los correspondientes (Edelman y Porter), integrados por cadenas proteicas
genes diseñados y sintetizados en el laboratorio. Sin pesadas y ligeras, que se ensamblan entre sí, con regiones
embargo, no cabe duda de que plantear en el laboratorio de secuencias constantes o variables, quedaba por
las condiciones que utiliza la naturaleza para la evolución establecer los fundamentos genéticos de la capacidad de
(mutación y selección) ha resultado mucho más productivo los metazoos de producir una “aparentemente ilimitada”
(2). variedad de anticuerpos, es decir de inmunoglobulinas.
La ingeniería del Citocromo P450 y otras El reconocimiento de todo tipo de antígenos,
hemoproteínas, que en distintas modalidades existen en la produciendo una respuesta específica, demandaba el que la
naturaleza en muchos organismos, incluidas las bacterias, codificación genética de las proteínas inmunoglobulinas
ha resultado de gran utilidad en manos de la galardonada pudiera acomodarse en unos pocos genes con capacidad de
Frances Arnold. Las actividades de Citocromo P450 para combinar sus secuencias. Se trata de una capacidad muy
catalizar reacciones de hidroxilación, epoxidación, amplia para dar lugar a millones de combinaciones
oxidación heteroatómica, nitración, etc. se han podido posibles. Por inmunización de un animal con un antígeno
adaptar por evolución dirigida con diversos propósitos (2) cabe obtener suero de su sangre, que será portador de una
que, entre otros, incluyen (i) Actividad en ambientes no notable variedad de anticuerpos, muchos de ellos
habituales (solventes orgánicos); (ii) modificación de la inmunoglobulinas diferentes capaces de reconocer a dicho
actividad para actuar sobre sustratos diferentes; (iii) antígeno y reaccionar con él. Son las preparaciones de
incremento de la termo-estabilidad; (iv) cambio en la anticuerpos policlonales.
enantio-selectividad de la reacción catalizada.
El descubrimiento de los anticuerpos monoclonales, en
Ejemplos recogidos en la referencia 2 se refieren a la el inicio de los ochenta (Kholer y Milstein) fue posible
producción de estereoisómeros con alta selectividad gracias a la posibilidad de inmortalizar clones de células
mediante ciclopropanación, catalizada por una variante de productoras de anticuerpos (células B) capaces de segregar
globina de B. sutilis, que ha resultado de utilidad en la ahora ya una sola inmunoglobulina. La utilidad de sueros
producción del antitrombótico ticargelor. Una variante de anticuerpos policlonales, tenía ya una larga tradición en
Medicina, de hecho uno de los objetivos de la Farmacia
@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain
399
