Investigadores de la Universidad de Barcelona (UB) han logrado descifrar un mecanismo crucial para la obtención de compuestos derivados de algas pardas, con aplicaciones prometedoras en el ámbito de la biotecnología. Cada año, se extraen miles de toneladas de estas algas del fondo marino para obtener productos como los alginatos, un polímero de azúcares que destaca por su alta densidad y resistencia. Este avance fue liderado por un equipo internacional que ha revelado cómo las liasas de alginato (AL), un tipo específico de enzimas, pueden degradar estos biomateriales marinos.
Los resultados del estudio, publicados en la revista Nature Communications, abren la puerta a nuevas posibilidades en el diseño de "alginatos a medida", adaptados para usos específicos en sectores como el alimentario y biomédico.
Un hallazgo significativo en biotecnología
El equipo investigador está compuesto por José Pablo Rivas-Fernández y Carme Rovira, ambos de la Facultad de Química y del Instituto de Química Teórica y Computacional (IQTCUB) de la UB. Junto a ellos, colaboraron expertos de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU), la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) y la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Estados Unidos.
A pesar de la abundancia natural de los alginatos, su aplicación en el sector biomédico ha estado limitada debido a la heterogeneidad en su composición. El descubrimiento del mecanismo que permite a las enzimas AL romper enlaces específicos entre azúcares manurónicos es clave para superar estas limitaciones. Los investigadores destacan que este conocimiento permitirá manipular las enzimas para diseñar variantes con propiedades catalíticas mejoradas.
Optimización y sostenibilidad
Además, este avance podría contribuir al aprovechamiento sostenible de recursos naturales y fomentar una economía verde mediante el uso eficiente de enzimas en la producción industrial. El análisis computacional realizado con el superordenador MareNostrum 5 del Barcelona Supercomputing Center ha sido fundamental para entender cómo estas enzimas interactúan con diversas variantes del alginato.
Las simulaciones han confirmado que la reacción química ocurre en una única etapa, desmintiendo teorías anteriores sobre múltiples fases. También se ha identificado un estado transitorio caracterizado por una alta carga negativa, lo que sugiere nuevas vías para controlar el proceso mediante modificaciones genéticas en las enzimas.
Perspectivas futuras
La investigación no solo proporciona información valiosa sobre el proceso químico detrás de la degradación del alginato, sino que también abre oportunidades para identificar nuevas liasas aún no descritas. Este trabajo forma parte del proyecto Carbocentre, respaldado por ayudas Synergy Grants del Consejo Europeo de Investigación (ERC), que busca abordar grandes desafíos científicos mediante colaboración interdisciplinaria.
Con estos hallazgos, el equipo espera avanzar hacia un futuro donde los alginatos puedan ser producidos a gran escala y utilizados eficazmente en diversas aplicaciones industriales.
Preguntas sobre la noticia
¿Qué se ha descubierto en la investigación sobre algas pardas?
Se ha descifrado un mecanismo clave por el cual las liasas de alginato (AL) degradan los biomateriales marinos, lo que permite obtener compuestos como los alginatos con aplicaciones biotecnológicas.
¿Cuáles son las aplicaciones potenciales de los compuestos derivados de las algas pardas?
Los compuestos derivados, especialmente los alginatos, tienen aplicaciones en la industria alimentaria y biomédica, pudiendo ser usados como portadores de fármacos, aditivos o espesantes.
¿Qué metodología se utilizó en el estudio?
El estudio incluyó análisis computacional del mecanismo de acción de las enzimas utilizando simulaciones de dinámica molecular en el superordenador MareNostrum 5.
¿Quiénes participaron en la investigación?
El equipo estuvo coliderado por investigadores de la Universidad de Barcelona (UB) y también incluyó expertos de otras instituciones como la Universidad Técnica de Dinamarca y la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología.
¿Cómo contribuirá este descubrimiento a la economía verde?
El uso de enzimas para obtener alginatos permitirá un mejor aprovechamiento de los recursos naturales e impulsará prácticas sostenibles dentro del ámbito biotecnológico.
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