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El desarrollo de un nuevo fármaco trae aparejado un complejo camino lleno de diversos obstáculos. Uno de los componentes que marca un gran avance en esta engorrosa misión es una enzima bacteriana llamada histidina quinasa. Sin embargo, el carácter "hidrófobo" de esta enzima ha dificultado el desarrollo de fármacos. Por esta razón es que un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) encontraron la forma de hacer soluble esta enzima.
La creación de una nueva versión de histidina quinasa remplaza cuatro aminoácidos hidrofóbicos específicos por tres hidrofílicos. Esta versión soluble conserva sus funciones naturales a pesar de sus modificaciones.
En este sentido, los fármacos que alteran estas funciones podrían representar una nueva clase de antibiótico, el cual se pueda dirigir a la histidina quinasa, algo que hasta ahora no era posible. De esta forma, se podrían fabricar fármacos para combatir la resistencia a los antibióticos, lo cual es la causa de muerte de más de un millón de personas al año, afirma Shuguang Zhang, investigador principal del MIT Media Lab.
Esta proteína es un buen objetivo porque es exclusiva de las bacterias y los humanos no la tenemos", agrega el especialista.
Para entender mejor, la membrana celular contiene las proteínas responsables de realizar funciones celulares críticas. No obstante, estas proteínas son hidrofóbicas, por lo cual, se dificulta su estudio o la detección de fármacos que puedan interferir con ellas. Frente a este problema, Zhang y sus colegas idearon una forma de convertir estas proteínas en versiones solubles, lo cual hace que mantengan su estructura en agua.
La técnica conocida con el código QTY fue probada en una variedad de proteínas hidrofóbicas tales como anticuerpos, receptores de citocinas y transportadores. El equipo decidió concentrarse en la histidina quinasa por su potencial antibiótico. A través de la técnica implementada, los investigadores descubrieron que podía realizar las funciones necesarias.
A través de una simulación hecha con inteligencia artificial, los investigadores generaron una estructura para su nueva proteína y observaron cómo interactúa con el agua. La proteína formó enlaces de hidrógeno estabilizadores con el agua, lo cual le ayuda a mantener su estructura.
Está previsto que este enfoque sea utilizado en otros componentes como el metano monooxigenasa, una enzima presente en las bacterias que puede convertir el metano en metanol. Una versión soluble de este mismo podría ser efectivo para eliminar el metano en la atmosfera. "Si podemos usar la misma herramienta, el código QTY, en el metano monooxigenasa, y usar esa enzima para convertir metano en metanol, eso podría desacelerar el cambio climático", aseguró Zhang.
Un avance así puede funcionar para producir proteínas solubles las cuales colaboren en diferentes aspectos como la creación de antibióticos, la inhibición de gas metano y también ofrecer pruebas del funcionamiento de diferentes procesos como la manera en que las proteínas transmembrana transportan las señales.
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