28 Julio 1999
La Jolla, CA – La estructura tridimensional de una enzima clave que las plantas necesitan para prosperar, y que se considera un actor clave en el creciente mercado de nutracéuticos, ha sido revelada en detalle atómico por científicos del Instituto Salk.
La enzima, llamada chalcona sintasa, es la primera de una clase de enzimas comercialmente prometedoras, las policétido sintasas, cuya estructura ha sido descifrada. Se espera que este trabajo conduzca a "enzimas de diseño" que algún día puedan producir suplementos dietéticos y productos para la salud hechos a la medida.
"Desde un punto de vista comercial, es interesante notar que muchas policétido sintasas producen compuestos que no solo mejoran el crecimiento y desarrollo de las plantas y la resistencia a las enfermedades, sino que también son beneficiosos para las personas", dijo el profesor asociado de Salk. José P. Noel, autor principal del estudio, que aparece en la edición actual de Nature Structural Biology.
Por ejemplo, la antocianina, un pigmento elaborado a partir de una policétido sintasa que da color a las flores y las protege de la luz ultravioleta, es un suplemento nutricional popular con propiedades antioxidantes. Los estudios sugieren que los antioxidantes pueden tener efectos antienvejecimiento y anticancerígenos.
El resveratrol, la sustancia del vino tinto que se cree que es una de las claves de los efectos reductores del colesterol de la dieta mediterránea, es producido por una enzima muy similar a la chalcona sintasa. Este beneficio para la salud es un accidente afortunado: las uvas producen resveratrol para protegerse de la invasión de hongos.
“Presumiblemente”, dijo Noel, “si podemos entender qué hacen estas moléculas en el cuerpo humano y cómo las fabrican las plantas, podemos idear nuevos compuestos que podrían ser incluso mejores nutracéuticos y suplementos dietéticos más saludables.
“Y, al estudiar lo que hacen en las plantas, también deberíamos poder diseñar cultivos más resistentes, más resistentes a las plagas y otros ataques”.
Usando técnicas de cristalografía de rayos X, Noel y sus colegas resolvieron la estructura de la chalcona sintasa que se encuentra en la alfalfa. Sin embargo, parece que todas las chalcona sintasas están estrechamente relacionadas, por lo que el grupo cree que sus estudios proporcionarán conocimientos sobre los mecanismos enzimáticos que se aplicarán a la mayoría de los miembros del grupo.
“El estudio estructural demuestra cómo la chalcona sintasa usa su sitio activo para llevar a cabo una serie compleja de reacciones”, dijo Noel. “Debería ser posible combinar esta información con el banco de datos de secuencias del genoma de plantas para identificar policétido sintasas con nuevos sustratos y especificidad de producto, así como para diseñar enzimas completamente nuevas. Ambos enfoques deberían producir moléculas con potencial comercial”.
El primer autor del estudio es Jean-Luc Ferrer, científico visitante del Centre National de la Recherche Scientifique en Grenoble, Francia. Los coautores de Salk incluyen a Joseph M. Jez, beneficiario de una beca de la Fundación Maximillian E. y Marion O. Hoffman, y la asistente de investigación Marianne E. Bowman. El estudio se completó en colaboración con Richard A. Dixon en la Fundación Samuel Roberts Noble en Ardmore, Oklahoma. El estudio, titulado "Estructura de la calcona sintasa y la base molecular de la biosíntesis de policétidos vegetales" fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud.
El Instituto Salk de Estudios Biológicos, ubicado en La Jolla, California, es una institución independiente sin fines de lucro dedicada a los descubrimientos fundamentales en las ciencias de la vida, la mejora de la salud y las condiciones humanas, y la capacitación de futuras generaciones de investigadores. El Instituto fue fundado en 1960 por Jonas Salk, MD, con una donación de un terreno de la ciudad de San Diego y el apoyo financiero de March of Dimes Birth Defects Foundation.
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