Modificación selectiva de biomoléculas

Escrito por Dipinnova | 20 de Diciembre de 2007

El grupo de investigación de Electroquímica aplicada y electrocatálisis de la Universidad de Alicante ha desarrollado una novedosa tecnología que permite modificar selectivamente cualquier biomolécula como por ejemplo: enzimas, proteínas redox, lipoproteínas, anticuerpos, etc.

Métodos electroquímicos y clásicos

La modificación se puede realizar tanto por métodos electroquímicos (por ejemplo nitración, cloración, bromación, iodación en residuos aminoacídicos de tirosina u oxidación de metionina de proteínas modelo tales como lisozima, mioglobina, citocromo c, anticuerpos y lipoproteínas de baja densidad -LDL-), como por métodos químicos clásicos (utilizando peroxinitrito, tetranitrometano, ácido hipocloroso, ácido hipobromoso, peróxido de hidrógeno, triioduro, etc.) en proteínas o lípidos.

^{La modificación electroquímica de proteínas tiene lugar en una celda electroquímica}

Técnicamente, es posible llevar a cabo la modificación electroquímica selectiva utilizando electrodos carbonáceos, como por ejemplo un electrodo de diamante dopado con boro (BDD), que es un material que confiere una serie de ventajas como son:

• Proporciona selectividad.
• Especificidad.
• Condiciones muy suaves de reacción.
• Reducciones/oxidaciones totalmente controlables.
• Retiene la actividad y la estructura respecto a la proteína nativa.
• No aparecen subproductos.
• No son necesarios pasos extras de separación y/o purificación.
• Cese de la reacción por el simple corte de la corriente eléctrica.

Aplicaciones potenciales de la tecnología

• Inmovilización de biomoléculas (enzimas, proteínas, anticuerpos, etc.): por ejemplo, es posible aprovechar la nitración selectiva de tirosinas seguida de la reducción del grupo nitro- a amino-, para conseguir un lugar específico de inmovilización a pH 5 (a diferencia de utilizar lisina para la inmovilización, ya que ésta tiene un pKa>8).
  
• Sensores bioelectroquímicos o biosensores: la modificación de anticuerpos permite un amplio abanico de aplicaciones potenciales en inmunoensayos.
  
• Biomarcadores: es posible obtener péptidos o proteínas marcadas radiactivamente de un modo muy selectivo (por ejemplo, tirosina con 125I), para hacer un adecuado seguimiento.
  
• Modificación de anticuerpos monoclonales según la demanda del cliente: para aumentar su inmovilización en diferentes soportes, marcaje, medir su actividad, formas de reutilización de los anticuerpos para abaratar costes, etc.
  
• Metabolómica: síntesis de nuevos modelos de proteínas implicadas en enfermedades que impliquen disfunciones patofisiológicas para entender mejor cómo se produce el progreso de la enfermedad, por ejemplo: neurodegenerativas (Alzheimer, Parkinson, Creutzfeldt-Jakob, esclerosis múltiple), diabetes, ateroesclerosis, rechazo de órganos transplantados, etc.
  
• Proteómica: modificaciones post-traslacionales selectivas de proteínas, así como la aplicación de diversas técnicas de reconocimiento: SDS-Page, HPLC Y LPLC, Espectrometría de Masas, Resonancia Magnética Nuclear (estudios conformacionales), Dicroísmo Circular, Espectroscopía UV-Vis y Fluorescencia.