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La conexión entre proteínas, nueva vía para el desarrollo de biosensores

Investigadores del CIC bioGUNE han abierto una novedosa vía para un desarrollo futuro de biosensores que permitan medir la glucosa en sangre y también en otros fluidos que se intuyen más efectivos como la orina, tras desarrollar un proceso científico que pone en cuestión un paradigma imperante en la comunidad científica sobre los mecanismos de unión y comunicación entre proteínas.

Según ha informado el centro en un comunicado, los expertos han demostrado la íntima conexión entre proteínas que hasta ahora se creían totalmente independientes y aislada, lo que abre una nueva vía para la futura generación de biosensores de medición de la glucosa.

El estudio concluye que los mecanismos de comunicación a nivel subcelular están basados en la interacción entre proteínas o entre la proteína con metabolitos y otros ligandos, fenómenos que permiten explicar la inmensa mayoría de las funciones de las proteínas en los organismos vivos. Para ello es imprescindible que cada proteína sepa exactamente a qué ligando se debe unir.

Hasta ahora existía una idea con fuerza reconocida en la comunidad científica que establecía un doble mecanismo de unión entre proteínas, diferenciado y aislado, como si fueran dos procesos independientes: unas proteínas se unían solo mediante un mecanismo denominado ‘encaje inducido’, mientras que otras proteínas lo hacían de forma exclusiva mediante un mecanismo denominado ‘selección de conformaciones’.

glucometroSin embargo, en este trabajo, liderado por el doctor Óscar Millet, de la Unidad de Biología Estructural de CIC bioGUNE y publicado en el número de noviembre de la revista ‘Journal of the American Chemical Society’, se desmonta este paradigma y se plantea que ligeras modificaciones introducidas mediante ingeniería genética en las regiones bisagra que unen dos proteínas son suficientes para alterar el propio mecanismo de unión.

Para el desarrollo de este estudio han tomado como modelo dos proteínas de unión periplásmicas bacterianas, que se unen mediante un cambio conformacional (el cierre de dos dominios en torno a una región bisagra) que se asemeja al proceso que desarrollan las plantas carnívoras para atrapar a los insectos entre sus dos lóbulos carnosos.

“El principal resultado de nuestro trabajo reside en demostrar que ambos mecanismos están íntimamente conectados y que se puede pasar del uno al otro tan solo introduciendo pequeñas modificaciones en la proteína”, afirma Millet.

Según explica, este mecanismo “está totalmente gobernado por la región bisagra hasta tal punto que intercambiando las bisagras mediante ingeniería genética también se produce el cambio de mecanismo”. “Por ejemplo, la GGBP con la bisagra de la RBP actúa mediante encaje inducido y viceversa, la RBP con la bisagra de la GGBP une al sustrato mediante un mecanismo de llave y cerradura”, añade el experto.

La novedad radica en que las técnicas que se emplean actualmente “sólo pueden dar una medida aproximada de la concentración de la glucosa en la sangre, debido a que hay muchas otras sustancias que la enmascaran”. Por lo tanto, cualquier avance en la búsqueda de nuevos métodos de diagnóstico, asegura Millet, repercutirá “en una mejora en el control de la enfermedad”.

DIABETES

El facultativo ha recordado que medir la concentración de la glucosa es de “gran importancia” para los enfermos de diabetes, un transtorno crónico grave que afecta a más de 300 millones de personas en todo el mundo, cinco de ellos en el estado español. Esta enfermedad metabólica está causada por la baja producción de la hormona insulina en el páncreas o por su inadecuado uso por parte del cuerpo. Por su parte, la insulina está implicada en el transporte de la glucosa al interior de las células, que la convierten en energía útil.

En las personas con diabetes, la escasa generación de insulina o el uso deficiente que su organismo hace de ella provoca un aumento excesivo de la concentración de la glucosa en la sangre, lo cual genera numerosos síntomas como la fatiga, la pérdida de peso, neuropatías, problemas de visión e incluso, en los casos más extremos, la muerte.

En este contexto, este nuevo descubrimiento podría dar pie a nuevos métodos de determinación de la glucosa en sangre, “imprescindible” para el control de la diabetes.

Fuente: Europapress

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