Un equipo de investigadores de la Universidad de Barcelona y de la Universidad de Oxford han desarrollado un método por el que pueden actuar directamente en el proceso biológico de formación del glucógeno, gracias a un proceso de activación de enzimas mediante modificaciones químicas. El estudio ha sido publicado en la revista Nature.
El glucógeno es una macromolécula esencial para el almacenamiento de energía en todos los organismos. Es la que acumula y libera la glucosa que nos alimenta. Deficiencias en la formación del glucógeno pueden causar enfermedades metabólicas y neurodegenerativas.
Se sabe que en el centro de la molécula de glucógeno hay una proteína —llamada glucogenina (GYG)— que lleva a cabo un proceso de autoincorporación de glucosa en la molécula (autoglucosilación). A medida que incorpora glucosa, la proteína cambia de forma y también modifica el mecanismo de incorporación. Ahora, mediante experimentos y cálculos computacionales realizados en el Barcelona Supercomputer Center (BSC), se ha podido descifrar este mecanismo.
Los investigadores de la Universidad de Oxford Benjamin G. Davis y Wyatt W. Yue han podido acceder a diferentes estados de glucosilación de la proteína GYG gracias a un proceso de desbloqueo de la activación de enzimas mediante paladio y utilizando la formación de enlaces C-C en ciertos aminoácidos. Por su parte, el equipo de la UB, a través de técnicas computacionales, ha modelado estos estados y ha descifrado el mecanismo de glucosilación —la incorporación de glucosa— mediante métodos de mecánica cuántica y dinámica molecular. Tal como explica Carme Rovira, investigadora ICREA del Instituto de Química Teórica y Computacional de la UB (IQTC-UB), «los experimentos y los cálculos muestran que el proceso de autoglucosilación es sorprendentemente flexible en la creación y crecimiento del glucógeno, que luego se hace muy preciso a medida que avanza».
También han participado en el estudio los investigadores Lluís Raich y Javier Iglesias-Fernández, antiguos doctorandos del grupo de investigación que lidera Rovira, que actualmente trabajan en la Universidad Libre de Berlín y en la Universidad de Girona, respectivamente. Según apuntan los investigadores, «el método desarrollado supone una nueva manera de "saltar" por diferentes estados de biología mediante la química. El estudio muestra cómo la sinergia entre experimento y simulación computacional permite entender de una forma muy precisa los procesos biológicos».
Referencia del artículo:
M. K. Bilyard, H. J. Bailey, Ll. Raich, M. A. Gafitescu, T. Machida, J. Iglésias-Fernández, S. Seo Lee, C. D. Spicer, C. Rovira, W. W. Yue y B. G. Davis. «Palladium-mediated enzyme activation suggests multiphase initiation of glycogenesis». Nature, octubre de 2018. Doi: 10.1038/s41586-018-0644-7
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