Anar al contingut (clic a Intro)
UdG Home UdG Home
UdG 30 anys
Tancar
Menú

Universitat de Girona

El disseny d’un nou enzim es converteix en el primer article científic de la UdG publicat a Science

AZ2 és el nom del nou enzim dissenyat per científics de l’Institut de Química Computacional i Catàlisi de la UdG, la Universitat John Hopkins i la Universitat Carnegie Mellon.

Un equip científic de la Universitat de Girona (UdG), la Universitat John Hopkins i la Universitat Carnegie Mellon ha aconseguit dissenyar un nou enzim capaç de produir una reacció química no-natural dins d’una cèl·lula. La novetat i importància d’aquest treball és que es tracta d’una reacció complexa que l’enzim aconsegueix portar a terme de manera molt eficient i selectiva.

“Fins ara, no existia cap enzim que pogués dur a terme aquest tipus de reaccions químiques i funcionés amb aquest mecanisme de reacció”, explica l’investigador de l'Institut de Química Computacional i Catàlisi (IQCC) i investigador Ramón y Cajal al departament de Química de la UdG, Marc Garcia-Borràs. “La natura no havia tingut la necessitat de fer evolucionar enzims i proteïnes per a aquest objectiu, així que es pot dir que s’ha creat una proteïna nova al laboratori que hem anomenat AZ2 i que és capaç de fer que aquesta reacció pugui tenir lloc dins una cèl·lula”, afegeix.

El resultat del treball científic s’ha difós a la revista Science. Per la Universitat de Girona, és el primer article de recerca acceptat per aquesta prestigiosa publicació signat per un investigador de la institució. Marc Garcia-Borràs és, doncs, coautor de correspondència de l'estudi, que ha estat dirigit pel professor Xiongyi Huang de la Universitat John Hopkins  (EUA) i el seu grup de recerca. També han participat a l’estudi l’estudiant de doctorat de la UdG Jordi Soler i el grup del professor Yisong (Alex) Guo de la Universitat Carnegie Mellon (EUA).

Des dels espais de l’IQCC, s’han realitzat  estudis de modelització computacional de la proteïna utilitzada com a punt de partida per descriure-la i caracteritzar-la. D’aquesta manera, s’han pogut detectar quins canvis eren necessaris a la seva estructura per tal que es produeixi la catàlisi d’aquesta nova reacció no-natural. Així mateix, es va modelitzar l’enzim finalment evolucionat al laboratori per entendre com té lloc la reacció de manera tant eficient i selectiva.

Aquest avenç és “important i sintèticament útil” i obre la porta al desenvolupament futur de noves reaccions no-naturals catalitzades per enzims. Aquestes reaccions químiques catalitzades per enzims es coneixen com a reaccions biocatalitzades, i ofereixen avantatges respecte reaccions químiques que utilitzen metalls pesants com a catalitzadors, que poden ser tòxics o molt cars, o reaccions que requereixen condicions molt extremes de temperatura o pressió, fet que encareix molt el procés. En canvi, gràcies a l’ús de biocatalitzadors, és a dir d’enzims per catalitzar reaccions químiques, aquestes reaccions poden tenir lloc en aigua o dins de cèl·lules, a temperatura i pressió ambient, i utilitzant aquests enzims que estan constituïts únicament per aminoàcids i ions presents en tots els éssers vius.

En aquest cas, l’equip internacional d’investigadors han aconseguit instal·lar una reacció que “obre noves rutes sintètiques per poder desenvolupar fàrmacs, nous o ja existents, de manera més selectiva, econòmica i sostenible”, afegeix Marc Garcia-Borràs.

El projecte forma part del programa de recerca que Marc Garcia-Borràs lidera a l'IQCC i al departament de Química de la UdG, i que es dedica a l'ús de mètodes computacionals en combinació amb experiments amb l’objectiu de caracteritzar intermedis biocatalítics per al descobriment i disseny de noves activitats enzimàtiques i biocatalitzadors sintèticament útils. Aquest treball forma part també de la tesi de Jordi Soler, estudiant de doctorat supervisat per Garcia-Borràs.


Informació científica específica
El treball científic publicat a Science informa de l'evolució dirigida d'un enzim de ferro no hemo per accedir a noves activitats enzimàtiques abiològiques per mitjà d’una combinació de protocols computacionals i experimentals. En particular, s'ha instal·lat una nova reacció d'azidació C(sp3)-H de relé de radicals en un enzim de ferro no-hemo, aconseguint una elevada eficiència catalítica i una alta enantioselectivitat.

Notícies relacionades

Escull quins tipus de galetes acceptes que el web de la Universitat de Girona pugui guardar en el teu navegador.

Les imprescindibles per facilitar la vostra connexió. No hi ha opció d'inhabilitar-les, atès que són les necessàries pel funcionament del lloc web.

Permeten recordar les vostres opcions (per exemple llengua o regió des de la qual accediu), per tal de proporcionar-vos serveis avançats.

Proporcionen informació estadística i permeten millorar els serveis. Utilitzem cookies de Google Analytics que podeu desactivar instal·lant-vos aquest plugin.

Per a oferir continguts publicitaris relacionats amb els interessos de l'usuari, bé directament, bé per mitjà de tercers (“adservers”). Cal activar-les si vols veure els vídeos de Youtube incrustats en el web de la Universitat de Girona.