Investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), del Instituto de Química-Física Rocasolano (IQFR) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas(CSIC) y del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA, CSIC), han dilucidado mediante criomicroscopíaelectrónica la estructura molecular de unaenzima ß-galactosidasa, queno había podido ser resuelta mediante técnicas convencionales. Este enzima tiene la propiedad de hidrolizarlalactosay está siendoutilizada en el desarrollode dispositivos domésticospara convertirleche normal en lechesin lactosa. Los resultados del trabajo, que ha sido coliderado por Rafael Fernández-Leiro, del CNIO, y Julia Sanz-Aparicio, del IQFR-CSIC, aparecen publicados en la revista ACS Chemical Biology.
“La intolerancia a la lactosa es un trastorno digestivo común que afecta a una gran proporción de la población humana adulta. La gravedad de los síntomas varía de persona a persona, y dependede la susceptibilidad al azúcar y la cantidad ingerida. Por esa razón, en el campo de la biotecnología ha adquirido gran importancia el estudio de enzimas que se pueden usar para la producción de leche y derivados lácteos sin lactosa, como es la β-galactosidasa de la bacteria Thermotoga maritimao TmLac”, explica Julio Polaina, investigador del CSIC en el IATA.
Rafael Fernández-Leiro añade que “hemos empleado la técnica de criomicroscopía electrónica o Cryo EM, que se ha convertido en una alternativa a la difracción de rayos X tradicionalmente empleada para resolver la estructura de macromoléculas a alta resolución. La estructura de la enzima TmLac se habíaintentado resolveranteriormentesin éxito. Gracias a la Cryo EM hemos podido resolver su estructura con una resolución de dos ángstroms,una de las más altas resoluciones conseguidas hasta la fecha empleando esta técnica y que nos permiten ver en detalle la estructura atómica de esta enzima”.
“Nuestra innovación suponeuna importante contribución a la salud y bienestar de la extensa población que presenta distintos grados de intolerancia a la lactosa. Un siguiente paso es el diseño de enzimas híbridas que puedan unirse de manera eficiente a diferentes soportes sólidos yasí emplearse para distintas aplicaciones”, concluye Julia Sanz-Aparicio.
Samuel Míguez Amil, Elena Jiménez-Ortega, Mercedes Ramírez-Escudero, David Talens-Perales, Julia Marín-Navarro, Julio Polaina, Julia Sanz-Aparicio y Rafael Fernández-Leiro. The cryo-EM Structure of Thermotoga maritima β‑Galactosidase: Quaternary Structure Guides Protein Engineering.ACS Chem. Biol.DOI: 10.1021/acschembio.9b00752
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