Colabora mexicano en proyecto de la UE para desarrollar biocatalizadores sostenibles

Por Carmen Báez

Ciudad de México. 11 de julio de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- El mexicano José Rubén Gómez Castellanos participa en un proyecto financiado por Horizonte 2020, el mayor programa de investigación e innovación de la Unión Europea y cuyo principal objetivo es hacer ciencia de excelencia en las áreas de salud, alimentación y agricultura, energía, transporte, clima y materias primas, sociedades inclusivas y seguridad.

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José Rubén Gómez Castellanos es investigador del Departamento de Biología y Biotecnología de la Universidad de Pavia, Italia, y desde septiembre de 2015 colabora en el grupo del profesor Andrea Mattevi en el proyecto ROBOX —expansión del uso industrial de biocatalizadores oxidativos robustos para la conversión y producción de alcoholes—, que busca generar nuevas estrategias para mejorar la sustentabilidad de las reacciones químicas convencionales mediante el uso de nuevos biocatalizadores con propiedades químicas interesantes para la industria.

La gran mayoría de los productos comerciales implica un proceso de catálisis, ya que este puede aumentar la velocidad con que ocurre una reacción química. No obstante, el proceso de síntesis de los catalizadores químicos tradicionales representa un coste elevado, además de que suele utilizar metales pesados que tienden a ser tóxicos, por lo que el desarrollo de biocatalizadores a base de organismos vivos busca ofrecer una alternativa atractiva y sostenible a la síntesis convencional.

El proyecto ROBOX ha recibido financiamiento de la Unión Europea (acuerdo de concesión no 635734) con base en EU’s Horizon 2020 Programme Research and Innovation actions H2020-LEIT BIO-2014-1. Para más información, visite la web pública, en donde podrá encontrar los boletines informativos y más detalles sobre los trabajos de investigación.

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En la actualidad, Rubén Gómez se enfoca en el estudio de dos tipos de enzimas con capacidad de realizar reacciones de óxido-reducción: monooxigenasas de Baeyer-Villiger y alcohol oxidasas; los otros dos tipos que son parte del proyecto son las alcohol deshidrogenasas y las citocromo P450, “más conocidas en el ámbito farmacéutico porque ayudan al organismo a metabolizar muchos de los fármacos que se consumen. Los diferentes tipos de estas últimas oxidan moléculas del cuerpo para hacerlas más solubles en agua y puedan ser excretadas por el sistema urinario”, comentó Gómez Castellanos. De acuerdo con el especialista, en la industria farmacéutica las reacciones de oxidación pueden ser utilizadas para obtener de manera semisintética los posibles metabolitos de fármacos y así poder sustituir los procesos químicos tradicionales por biocatalizadores que, por sus características, son mucho más amigables con el medio ambiente.

“Utilizando biocatalizadores muchos productos podrían estar sujetos a mejora, tanto en su proceso como en su costo de adquisición. Por la dificultad en su línea de producción, el kilogramo de estos productos puede costar entre mil y cinco mil euros”, explicó.

Según el investigador, miembro de la Sociedad Real de Química del Reino Unido, en el Departamento de Biología y Biotecnología las moléculas o enzimas que se estudian para el proyecto ROBOX son de origen bacteriano o fúngico.

Castellanos 166 En el primer paso, en la investigación se realizó un tamizaje computacional de las diferentes bases de datos con información genética sobre organismos bacterianos o fúngicos para buscar secuencias genéticas características de las enzimas de interés, clonar el gen mediante biología molecular y expresarlo en la bacteria Escherichia coli, también conocida como E. coli.

“Introducimos el gen para expresar la proteína que nos interesa, la purificamos y hacemos una serie de experimentos para conocer su capacidad como catalizador. Una vez que la proteína es purificada, obtenemos la estructura tridimensional de la enzima para tener una idea de dónde se aloja el compuesto que será transformado y otras sustancias que coadyuvan a que se dé el paso catalítico en la enzima”, detalló.

La estructura tridimensional de la enzima, que es el área de experiencia que aporta el grupo del investigador Andrea Mattevi, de la Universidad de Pavia, en el proyecto, se realiza con la técnica de cristalografía de rayos X a partir de cristales que se obtienen de la enzima objetivo; la difracción de rayos X se realiza en colaboración con dos de los sincrotrones disponibles en Europa, el European Synchrotron Radiation Facility en Grenoble, Francia, y el Swiss Light Source en Villigen, Suiza.

El proyecto, en el que participan 19 instituciones tanto empresariales y académicas de 10 países europeos, arrancó en abril de 2015 y tiene un periodo de duración de cuatro años.

“El objetivo del consorcio es aprovechar el conocimiento científico que se genera en los laboratorios académicos y aplicarlo en la industria. El proyecto está diseñado para ser translacional, es decir, que tenga trascendencia e impacte en la calidad de vida de los habitantes de la Unión Europea, principalmente, aunque las empresas que participan en este proyecto son transnacionales con presencia en muchas partes del mundo”, concluyó.