En una investigación liderada por University of East Anglia (UEA), una bacteria que habita en el océano ha proporcionado un nuevo punto de vista sobre cómo las células se protegen a sí misma de los efectos tóxicos de los iones metálicos como el hierro y el cobre, presentes en nuestros contaminados mares.
Aunque son esenciales para la vida, los iones metálicos pueden generar también especies reactivas de oxígeno, moléculas altamente reactivas que dañan a las células cuando intentan formar enlaces con otras moléculas.
En humanos, las especies reactivas de oxígeno están ligadas al envejecimiento y a enfermedades como el cáncer. Para reducir los efectos tóxicos del hierro, una familia de proteínas llamadas ferritinas desintoxica y almacena los iones metálicos dentro de su cáscara de proteína con forma de balón de fútbol americano, generando un depósito seguro pero accesible que la célula puede utilizar cuando el hierro se vuelve escaso en el medio circundante.
En colaboración con investigadores de University of Essex y del Scripps Institute en California, el equipo de UEA ha descubierto cómo la ferritina, en una bacteria marina en particular, lleva a cabo su proceso de desintoxicación. De forma inusual, la bacteria produce ferritina en respuesta a altos niveles de cobre, no de hierro. El equipo descubrió que no había interacción entre la ferritina y el cobre, pero de todas formas la ferritina catalizó una nueva clase de reacción entre el oxígeno y el hierro. Esto generó una forma de ferritina que tiene la habilidad extendida de detoxificar directamente las especies reactivas de oxígeno, mientras que desempeña sus funciones de almacenaje y desintoxicación de hierro habituales.
El profesor Nick Le Brun, de la Escuela de Química de UEA, afirma que «Creemos que el hierro involucrado en esta nueva ruta ha sido desplazado de otras proteínas que contienen hierro por el cobre, y la bacteria maneja la toxicidad del hierro desplazado produciendo la ferritina. Esto es de particular interés porque la ferritina involucrada se parece más a la de los animales que a la de otras bacterias”.
Este tipo de proceso no había sido observado nunca por científicos, y confirma que hay muchos mecanismos de ferritina diferentes que trabajan en distintos organismos.
El doctor Dima Svistunenko, de University of Essex, segura que «La química entre el hierro y el O2 (dioxígeno), que genera las dañinas especies reactivas de oxígeno, ha sido estudiada en muchos sistemas, lo que incluye cierto número de ferritinas de muchos organismos. Pero aquí hemos visto reactiva nueva, que apunta a un proceso de desintoxicación sin precedentes, que involucra una transferencia de electrones de alto alcance entre la molécula de proteína”.
Una búsqueda en las bases de datos genómicas llevada a cabo por el equipo también reveló que muchas otras bacterias marinas similares pueden producir ferritinas similares en condiciones de estrés. El equipo planea ahora expandir su investigación para conocer la extensión de este nuevo mecanismo.
«Ninguna de las ferritinas anteriormente estudiadas, o incluso enzimas de hierro en general, reaccionan de esta manera”, insiste el profesor Le Brun. «Esta nueva química no sólo representa un hito en la comprensión de los procesos antioxidantes naturales, sino que revela nuevas posibilidades para los futuros biocatalizadores que podrían, por ejemplo, encontrar usos nuevos en el desarrollo de fármacos”.
Este estudio fue publicado ayer 14 de febrero de 2019 en la revista PNAS.
Fuente: UEA.
