El cobre en pequeñas cantidades es un nutriente esencial pero también puede ser tóxico. Las células inmunitarias humanas utilizan el cobre para combatir los patógenos invasores. Algunos microorganismos, como las bacterias, a su vez, han desarrollado formas de absorberlo e incorporarlo en moléculas biológicas, ya sea para la nutrición o para neutralizar sus efectos tóxicos.
Uno de estos organismos es la bacteria del suelo Pseudomonas aeruginosa, que puede causar infecciones en pacientes hospitalarios. Un nuevo estudio de investigadores de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y UC Davis, publicado en Science, muestra cómo P. aeruginosa usa el cobre para producir un antibiótico llamado fluopsina C.
El estudio muestra cómo el antibiótico fluopsina C podría sintetizarse mediante un proceso enzimático, como hacen las bacterias, en lugar de utilizar productos químicos peligrosos
«Este hallazgo nos ayuda a comprender cómo esta bacteria patógena resiste el cobre y supera a nuestra microbiota natural durante la infección e impulsará el descubrimiento de nuevos tratamientos«, afirma Bo Li, profesora asociada de química en la UNC y autora principal del artículo.
La fluopsina C se descubrió en 1970. Es un antibiótico de amplio espectro que mata una amplia gama de bacterias y hongos, incluidas las cepas resistentes a otros fármacos.
Resonancia paramagnética de electrones
El equipo de Li en la UNC siguió la absorción de cobre por P. aeruginosa cultivada y mostró que los átomos de cobre se incorporaron a la fluopsina C.
El equipo trabajó con Lizhi Tao, becaria postdoctoral en el laboratorio del profesor David Britt en el Departamento de Química de UC Davis, utilizando resonancia paramagnética de electrones, o EPR, para estudiar la vía sintética. Los investigadores encontraron que dos pequeñas moléculas que contienen azufre se unen a cada átomo de cobre en una mezcla de isómeros cis y trans.
No harían falta utilizar productos químicos peligrosos para sintetizar este antibiótico
El estudio muestra cómo la fluopsina C podría sintetizarse mediante un proceso enzimático en lugar de utilizar productos químicos peligrosos. Reutilizar el cobre en un antibiótico de esta manera es una respuesta diferente de los procesos que suceden en la mayoría de los organismos, que secuestran o exportan el metal de la célula, según Li.
EPR es una forma de espectroscopia de resonancia magnética que es particularmente adecuada para estudiar metales en moléculas orgánicas. El laboratorio de Britt en UC Davis opera en el centro CalEPR, con siete instrumentos EPR, la instalación más grande de su tipo en la costa oeste de EE.UU.
Fuente: Science.
