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apoyada, (supported lipid bilayer, SLB ) en el que, como su nombre
indica, la bicapa lipídica, que flotaba libremente en el agua en los
BLM, se encuentra apoyada en un soporte sólido inerte, p. ej. mica
(Fig. 4c). Las SLB superan con mucho a los BLM en estabilidad y
facilidad de manejo. Las SLB se preparan normalmente deposi-
tando sobre el soporte vesículas fosfolipídicas de la composición
deseada. Las vesículas se fusionan espontáneamente y recubren el
soporte. Entre éste y la SLB queda una capa de agua de 1-2 nm.
Estas construcciones son la forma de membrana ideal para el uso
de la microscopia de fuerza atómica [10].
Pero quizá el modelo de membrana más universalmente
aceptado, y desde luego el más usado en estudios de detergentes,
son las vesículas fosfolipídicas o liposomas (Fig. 4d). Inicialmente minares (membranas) hechas de anfífilos insolubles, se forman
descritos como “mesofases esmécticas” por su descubridor/inventor
el hematólogo británico Alec D. Bangham en 1964 [11] pronto ad-
quirieron su nombre actual. Se distinguen cuatro tipos diferentes
de liposomas, según su tamaño y método de preparación. Los ori-
ginalmente descritos por Bangham corresponden a las hoy llama-
das vesículas multilamelares (multilamellar vesicles, MLV ),
consistentes en decenas de esferas concéntricas, cada una limitada
por una bicapa fosfolipídica, y de un tamaño típico de 10 a 100
µm. Las MLV se forman espontáneamente dispersando fosfolípidos
secos en un medio acuoso. Tratando las MLV con ultrasonidos se
obtienen las vesículas pequeñas unilamelares (small unilamellar
vesicles, SUV), de un tamaño entre 40 y 60 nm, y limitadas por
una sola bicapa [12]. Su principal desventaja es que su pequeño
tamaño conlleva una gran curvatura de la bicapa, que la hace poco
estable. Las llamadas vesículas unilamelares grandes (large uni-
lamellar vesicles LUV), de 80-200 nm, se obtienen también a partir
de las MLV, extruyéndolas a través de filtros de policarbonato del
tamaño de poro adecuado [13]. Las LUV reúnen las ventajas de
MLV y SUV, al ser suficientemente grandes como para tener una
curvatura que no las desestabilice, y al mismo tiempo ser unila-
melares, lo que imita mejor el caso de las células. Por último, las
vesículas unilamelares gigantes (giant unilamellar vesicles, GUV)
se obtienen por procedimientos específicos, muy a menudo por
aplicación de campos eléctricos [14, 15]. Las GUV tienen un tamaño
(decenas de micras) comparable al de las células.
1.3. EL PAPEL DE LOS DETERGENTES EN LA INVESTIGA-
CIÓN DE MEMBRANAS
Como hemos dicho, la membrana biológica es una ba-
rrera hidrófoba entre dos compartimentos acuosos. Aunque la com-
posición de la membrana varía considerablemente, hay varios
atributos comunes a todas las biomembranas. Una característica
común importante es que su matriz estructural está hecha de an-
fífilos insolubles en agua, particularmente fosfolípidos y proteínas xietileno de varias longitudes (Fig. 1). En esta sección sobre me-
Detergents: from physical principles to biopharmaceutical
58 applications (or why we fight covid-19 with toilet soap)
Félix M. Goñi y Alicia Alonso
An. Real Acad. Farm. Vol. 87. Nº1 (2021) · pp. 53 - 96
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anfifílicas, que son muy difíciles de disociar. Gran parte de los datos
disponibles sobre la composición de las membranas celulares pro-
viene de soluciones acuosas isotrópicas termodinámicamente es-
tables, obtenidas al mezclar las membranas con anfífilos solubles
en agua, los llamados detergentes (Fig. 1) [16-18]. Por encima de
una concentración específica, llamada concentración micelar crítica
(cmc), estos compuestos se autoensamblan en forma de micelas.
Cuando las micelas de detergente se mezclan con estructuras la-
conjuntos mixtos cuya estructura depende de la relación molar de
anfífilos solubles a insolubles: por debajo de un valor crítico de
esta relación (Resat), los conjuntos mixtos son lamelares, mientras
que por encima de otra relación crítica, Resol (ambos valores Re
están definidos más abajo), las membranas se transforman en mi-
celas mixtas detergente-lípido-proteína (Fig. 2) [19-22].
Este proceso, denominado solubilización, permite la iden-
tificación y caracterización de proteínas de membrana solubiliza-
das. Usando suficiente detergente y fosfolípido, se pueden hacer
micelas mixtas para que contengan una sola molécula de proteína
de membrana o ninguna. En estas condiciones, se pueden usar mé-
todos estándar para purificar proteínas de membrana, cristalizarlas
o reconstituirlas en proteoliposomas. A pesar de su importancia,
la solubilización de las membranas celulares con detergentes no
se ha estudiado sistemáticamente, en parte debido a la composición
compleja de las biomembranas. En cambio, se ha dedicado mucho
trabajo a la solubilización de las membranas modelo relativamente
simples descritas en 1.2. Aunque estas bicapas lipídicas son cierta-
mente más sencillas que las biomembranas, su solubilización es
compleja y muchas preguntas básicas aún no han sido respondidas.
Una mejor comprensión de cómo funcionan los detergentes con-
duciría a métodos más eficientes de purificación y reconstitución
de proteínas de membrana [16, 17, 23-25], y sobre todo a una
elección racional del detergente más adecuado para cada caso, una
decisión que actualmente se toma de manera puramente empírica.
2. EL MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS DETERGENTES
Nos adentramos ya en la parte nuclear de nuestro tra-
bajo, o sea, los mecanismos moleculares de la acción de los deter-
gentes como solubilizantes de membranas. El detergente más
utilizado en estos estudios ha sido el detergente no iónico Triton
X-100, un detergente no homogéneo que contiene restos de polio-
canismos de acción nos centramos en la solubilización de liposomas
por Triton X-100. Los datos relativos a la solubilización por otros
detergentes también se discuten cuando es relevante. En nuestra
interpretación, los datos disponibles, y a menudo dispersos, obte-