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En la MP iluminada predomina el isómero todo-trans del ANALES
retinal, pero en la oscuridad, el equilibrio entre las dos formas iso- RANF
méricas del retinal en la bacteriorrodopsina cambia lentamente
hasta alcanzar concentraciones iguales. Esto se acompaña de un www.analesranf.com
desplazamiento del espectro de absorción de 568 a 558 nm. Estudios
posteriores de los autores citados [142] profundizaron en la cinética bacteriorrodopsina. Estos resultados indicaban que existía una re-
de la adaptación a la oscuridad de la membrana púrpura a pH 5 y lación estructura-función para los detergentes aplicados a la solu-
7, en presencia y ausencia del detergente Triton X-100. Se consideró bilización de bacteriorrodopsina, y son los precedentes de las
el efecto de las concentraciones de tensioactivo tanto sublíticas como clasificaciones funcionales de los detergentes como la que se mues-
líticas. Los resultados mostraron que: (a) la adaptación a la oscuri- tra en la Tabla 1.
dad era más rápida a pH 5 que a pH 7, (b) la adaptación a la os-
curidad era más lenta y de menor amplitud en presencia que en Otra contribución significativa al tema de la solubilización
ausencia de Triton X-100. Los datos pudieron interpretarse en tér- de la MP es la de Viguera y cols. [65], que exploraban las razones
minos de un modelo cinético sencillo de primer orden, según el cual por las cuales la solubilización de estas membranas con detergentes
la adaptación luz-oscuridad dependería básicamente del equilibrio necesita horas, o incluso días, para alcanzar el equilibrio, mientras
entre los isómeros 13-cis y todo-trans. Los experimentos también que la mayoría de las biomembranas se solubilizan en cuestión de
sugerían que a pH 5, pero no a pH 7, las concentraciones solubili- segundos o pocos minutos. Con ese objetivo, compararon los cam-
zantes de tensioactivo producían un aumento considerable en la ve- bios en el espectro de absorción de la membrana púrpura produ-
locidad de la reacción de adaptación a la oscuridad, quizás a través cidos por el Triton X-100 hidrogenado en condiciones de equilibrio
de cambios en el microambiente de un grupo protonable. (24 h) con los provocados por el mismo tensioactivo en la escala de
tiempo de minutos, segundos y fracciones de segundo. Hallaron
Otro trabajo de nuestro laboratorio, relacionado con la que los diversos procesos que acompañan o conducen a la solubi-
MP, es el de Del Río y cols. [143], a partir de la observación de que lización ya se detectaban, e incluso alcanzaban un equilibrio apa-
la bacteriorrodopsina se podía solubilizar fácilmente con Triton X- rente, en los 10 s siguientes a la adición de detergente. No se
100 y otros detergentes, pero no con desoxicolato. Para comprender detectaban nuevos fenómenos en los siguientes minutos u horas
este comportamiento, se examinaron los efectos de una variedad que fueran relevantes para el proceso en estudio. Esto llevó a la
de tensioactivos. Se pudo demostrar que los detergentes que con- conclusión de que el largo proceso de solubilización consistía en la
tienen el anillo de colano (colato, taurocolato, ácido 3 [(3-colami- operación repetida de fenómenos simples que eran relativamente
dopropil) dietil-amonio] propanosulfónico ...) son virtualmente rápidos en sí mismos. Se propuso una hipótesis según la cual la rí-
incapaces de solubilizar la bacteriorrodopsina nativa. Sin embargo, gida organización cristalina de la MP impidiría la inserción de mo-
cuando la proteína se reconstituye en dimiristil fosfatidilcolina y se nómeros de detergente en la bicapa lipídica; en cambio, el
analiza la solubilización a una temperatura tal que la bacteriorro- tensioactivo se uniría a la periferia de los parches, es decir, a la re-
dopsina esté en forma de monómeros, se produce la solubilización gión de contacto hidrocarburo-agua, y la solubilización se llevaría
por los detergentes de colano. Los autores propusieron que los fac- a cabo gradualmente, desde la periferia hacia el núcleo de los par-
tores estéricos impedían el acceso de las moléculas tensioactivas ches de membrana, a una velocidad progresivamente menor según
planas rígidas a las regiones proteicas hidrófobas. Estas quizás se descienden las cantidades de detergente libre, y los sitios de unión
encontrarían en la interfaz monómero-monómero, cuya solvatación al detergente se reducen mediante los pasos de solubilización an-
por los tensioactivos sería esencial para producir la solubilización. teriores.
Observaron que la capacidad de algunos detergentes para solubi-
lizar la bacteriorrodopsina siempre estaba asociada, dentro del 4.4. MEMBRANAS MODELO (LIPOSOMAS)
mismo rango de concentraciones de tensioactivo, con el blanquea- 4.4.a. Lisis y reensamblaje (fusión) de membranas
miento (parcial o total) del cromóforo de la proteína. El blanquea- inducida por detergentes
miento inducido por detergente era al menos parcialmente
reversible, lo que sugería que el retinal libre (hidrolizado) perma- Algunos de nuestros primeros estudios con liposomas es-
necía asociado de manera no covalente a algunos componentes de tudiaron el efecto de los detergentes sobre vesículas pequeñas uni-
la membrana. Mientras que algunas moléculas de tensioactivo lamelares, obtenidas por ultrasonación [80, 81]. La predicción de
permanecerían fuertemente unidas a la proteína de la membrana, Alonso y cols. era que, al añadir el detergente, la turbidez de la
los detergentes de colano se pueden eliminar por completo de la suspensión de liposomas descendería, como resultado de la solu-
bilización de membranas. Pero lo que observaron fue que el Triton
X-100, dodecilsulfato de sodio, colato de sodio o beta-octilglucósido
aumentaban el tamaño de las vesículas de fosfolípidos cuando es-
taban por encima de la temperatura de transición de gel a líquido-
cristalina. El fenómeno observado de crecimiento de vesículas
prácticamente no se veía afectado por la composición de fosfolípi-
Detergents: from physical principles to biopharmaceutical
82 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
