Investigadores descifran las tijeras enzimáticas de los microbios intestinales
Las bacterias intestinales utilizan la llamada betaeliminación para descomponer los productos naturales de las plantas y ponerlos así a disposición del ser humano
Las frutas y hortalizas contienen diversos productos naturales vegetales, como los flavonoides, que dan color a las frutas y a los que se atribuyen propiedades beneficiosas para la salud. La mayoría de los productos naturales vegetales se presentan en la naturaleza en forma de glucósidos, es decir, compuestos químicos con azúcares. Para que el ser humano pueda absorber los productos naturales vegetales saludables, el azúcar debe desdoblarse en el intestino. Los microorganismos de la flora intestinal contribuyen a acelerar el proceso. Los llamados glucósidos C, es decir, los productos naturales vegetales con un enlace basado en el carbono a un azúcar, serían incluso prácticamente indigestos sin los microbios intestinales (por ejemplo, la nothofagina del té rooibos). Un equipo de investigadores dirigido por Johannes Bitter, Martin Pfeiffer y Bernd Nidetzky, del Instituto de Biotecnología e Ingeniería Bioquímica de la Universidad Politécnica de Graz (TU Graz), ha logrado determinar qué herramienta utilizan las bacterias intestinales para escindir los glucósidos y cómo funciona.
Principio catalítico universal
Los microbios utilizan unas "tijeras enzimáticas" cuyo efecto catalítico se basa en la llamada betaeliminación: un tipo especial de reacción para la escisión flexible de enlaces químicos, incluidos los de los C-glicósidos. Los investigadores lograron descifrar el modo de acción de la enzima a nivel atómico y demostrar la escisión altamente eficaz de diversos glucósidos. Un centro metálico de manganeso en la enzima resultó ser esencial para el proceso de escisión y su catálisis. "Estas tijeras enzimáticas son un principio catalítico universal que permite romper los glucósidos de productos naturales independientemente del tipo de enlace del azúcar", explica Bernd Nidetzky. La investigación de los mecanismos de reacción enzimática y las etapas catalíticas requirió no sólo métodos experimentales de alta resolución, como la cristalografía de proteínas, sino también métodos asistidos por ordenador que permitieran cartografiar la dinámica de los procesos bioquímicos.
Las bacterias que viven en las plantas también utilizan tijeras enzimáticas
Los resultados se han obtenido en el marco del proyecto "doc.funds" CATALOX, financiado por el Fondo Austriaco para la Ciencia y en cooperación con grupos de investigación de la Universidad Médica de Graz y la Universidad de Graz. Como parte de las investigaciones, los investigadores pudieron identificar la relación evolutiva de varias tijeras enzimáticas que escinden glucósidos en un gran número de microorganismos. "Las bacterias de la flora intestinal tienen estas tijeras enzimáticas, al igual que un gran grupo de bacterias asociadas a plantas en la naturaleza", afirma Bernd Nidetzky.
Bernd Nidetzky duda de que en el futuro el mecanismo de las tijeras enzimáticas pueda utilizarse sin la participación de microorganismos, por ejemplo en complementos alimenticios, para mejorar la absorción de productos naturales vegetales. "Sería más concebible desarrollar probióticos con microorganismos que tengan suficiente actividad de estas enzimas".
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