{"id":78068,"date":"2020-10-13T12:22:27","date_gmt":"2020-10-13T10:22:27","guid":{"rendered":"http:\/\/ibecbarcelona.eu\/?p=78068"},"modified":"2020-10-14T13:35:36","modified_gmt":"2020-10-14T11:35:36","slug":"el-control-de-la-velocidad-de-los-motores-enzimaticos-acerca-el-uso-de-nanorobots-a-su-empleo-en-la-biomedicina","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ibecbarcelona.eu\/es\/el-control-de-la-velocidad-de-los-motores-enzimaticos-acerca-el-uso-de-nanorobots-a-su-empleo-en-la-biomedicina\/","title":{"rendered":"El control de la velocidad de los motores enzim\u00e1ticos acerca el uso de nanorobots a su empleo en la biomedicina"},"content":{"rendered":"
\"\"
Fig. 1<\/figcaption><\/figure>\n

Fig. 1: a) Seguimiento de la trayectoria del nanomotor enzim\u00e1tico preparado con la lipasa en conformaci\u00f3n cerrada e inmovilizada sin orientaci\u00f3n controlada sobre la superficie de la nanopart\u00edcula de s\u00edlice; b) seguimiento de la trayectoria del nanomotor enzim\u00e1tico preparado con la lipasa en conformaci\u00f3n abierta e inmovilizada con orientaci\u00f3n controlada sobre la superficie de la nanopart\u00edcula de s\u00edlice. La foto interna representa imagen de los nanomotores visualizados por microscopia electr\u00f3nica de barrido (SEM). Fuente: Enzyme Conformation Influences the Performance of Lipase-powered Nanomotors. Angewandte Chemie<\/a> International Edition., 2020.<\/p>\n

 <\/p>\n

Un estudio coordinado por Marco Filice, de la Unidad de Microscop\u00eda e Imagen Din\u00e1mica del CNIC perteneciente a la ICTS ReDIB e investigador del Departamento de Qu\u00edmica en Ciencias Farmac\u00e9uticas, Facultad de Farmacia de la UCM, y por el Profesor de Investigaci\u00f3n ICREA Samuel S\u00e1nchez del IBEC, ha sido publicado en la revista Angewandte Chemie International Edition. El estudio proporciona una herramienta de modulaci\u00f3n de los motores alimentados con enzimas, ampliando as\u00ed sus posibles aplicaciones tanto en el \u00e1mbito biom\u00e9dico como en el medioambiental.<\/p>\n

Inspirados por c\u00f3mo los microorganismos pueden nadar en medios complejos, responder al entorno y organizarse aut\u00f3nomamente, en las \u00faltimas dos d\u00e9cadas, los cient\u00edficos han conseguido replicar de forma artificial estos peque\u00f1os nadadores desde la escala macro-micro hasta la escala nanom\u00e9trica, encontrando incluso numerosas aplicaciones como la remediaci\u00f3n ambiental y la biomedicina.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Debido a sus caracter\u00edsticas singulares (rapidez de movimiento, gran capacidad de carga y facilidad de funcionalizaci\u00f3n de la superficie), los recientes avances en la investigaci\u00f3n en este campo han convertido los micro\/nanomotores en instrumentos prometedores para solucionar muchos problemas biom\u00e9dicos. Sin embargo, uno de los elementos claves para la correcta aplicaci\u00f3n de estos nanorobots reside en la correcta elecci\u00f3n del \u2018motor\u2019 que propulsa dichos nanorobots.<\/strong><\/p>\n

Samuel S\u00e1nchez<\/strong><\/p>\n

 <\/p><\/blockquote>\n

Para ello, el grupo de IBEC ha sido pionero desde hace 5 a\u00f1os en el uso de enzimas para generar la fuerza de propulsi\u00f3n de los nanomotores. Desde entonces, comenta S\u00e1nchez, \u201clos nanomotores bio-catal\u00edticos – basados en la conversi\u00f3n de energ\u00eda qu\u00edmica en fuerza mec\u00e1nica usando agentes biol\u00f3gicos como las enzimas- han despertado mucho inter\u00e9s siendo la ureasa, catalasa o glucosa oxidasa de las m\u00e1s utilizadas\u201d.<\/p>\n

Sin embargo, a pesar de los avances conseguidos, todav\u00eda quedan algunos aspectos fundamentales por aclarar, por ejemplo, c\u00f3mo puede el mecanismo enzim\u00e1tico influir sobre el movimiento y c\u00f3mo poder controlar dicho mecanismo seg\u00fan las distintas necesidades.
\nPara contestar a esta pregunta, las lipasas \u2013cuya manipulaci\u00f3n estructural e inmovilizaci\u00f3n orientada sobre la superficie de distintos nanomateriales representa una de las \u00e1reas en que el grupo CNIC es experto- son un modelo excelente para dicho estudio debido a su peculiar mecanismo catal\u00edtico que conlleva grandes cambios conformacionales entre una configuraci\u00f3n abierta\/activa y una cerrada\/inactiva.<\/p>\n

Por lo tanto, asegura Marco Filice, \u201cen nuestra investigaci\u00f3n hemos estudiado el efecto de la modulaci\u00f3n de la actividad catal\u00edtica de una lipasa como elemento propulsor de una nanopart\u00edcula de s\u00edlice\u201d.<\/p>\n

Adem\u00e1s de los cambios de la conformaci\u00f3n tridimensional de la enzima, otro elemento fundamental que se ha investigado es c\u00f3mo una orientaci\u00f3n controlada de la enzima durante su inmovilizaci\u00f3n sobre la superficie del nanomotor afecta a la cat\u00e1lisis, y, por ende, a la propulsi\u00f3n de los nanorobots.<\/p>\n

Los investigadores explican que el desarrollo experimental se ha basado en la modificaci\u00f3n qu\u00edmica selectiva de la superficie de nanopart\u00edculas de s\u00edlice para generar de manera espec\u00edfica tres situaciones muy diferentes y que promoviesen orientaciones y conformaciones distintas de la lipasa durante su inmovilizaci\u00f3n: 1) configuraci\u00f3n abierta y orientaci\u00f3n controlada, 2) configuraci\u00f3n cerrada y orientaci\u00f3n casual y 3) situaci\u00f3n entremedias entre 1 y 2.<\/p>\n

Este equipo analiz\u00f3 los tres tipos de nanorobots por t\u00e9cnicas espectrosc\u00f3picas, an\u00e1lisis de varios par\u00e1metros catal\u00edticos mediante evaluaci\u00f3n de la actividad enzim\u00e1tica, simulaciones por Din\u00e1mica Molecular (realizadas por el equipo de la Prof. Silvia Osuna (UdG)) y a trav\u00e9s del seguimiento directo de las trayectorias de cada nanomotor por t\u00e9cnicas de microscopia. \u201cLos resultados han demostrado c\u00f3mo la adquisici\u00f3n de la conformaci\u00f3n abierta de la enzima junto con su inmovilizaci\u00f3n orientada son par\u00e1metros cr\u00edticos para conseguir el control y la modulaci\u00f3n de la propulsi\u00f3n\u201d, a\u00f1aden los autores del art\u00edculo.<\/p>\n

 <\/p>\n

Art\u00edculo de referencia: <\/strong>Wang, L., Marciello, M., Est\u00e9vez-Gay, M., Soto Rodriguez, P. E. D., Luengo Morato, Y., Iglesias-Fern\u00e1ndez, J., Huang, X., Osuna, S., Filice, M., S\u00e1nchez, S<\/strong>. (2020). Enzyme Conformation Influences the Performance of Lipase-powered Nanomotors. Angewandte Chemie<\/em><\/a> International Edition. doi:10.1002\/anie.202008339<\/p>\n

\n

Para m\u00e1s informaci\u00f3n o solicitar entrevistas:<\/strong><\/p>\n

\u00c0ngels L\u00f3pez<\/strong>: Coordinadora de Medios en IBEC: alopez@ibecbarcelona.eu<\/p>\n

\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Un trabajo del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), la Universidad Complutense de Madrid (UCM), la Universidad de Girona (UdG) y el Instituto de Bioingenier\u00eda de Catalu\u00f1a (IBEC), en colaboraci\u00f3n con otros centros internacionales, resuelve uno de los aspectos fundamentales para el uso correcto de los nanorobots basados en lipasas:<\/h3>\n

Una enzima que se usa en el organismo para disgregar las grasas de los alimentos de manera que se puedan absorber. <\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":78082,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[97],"tags":[1282,1139],"post_formats":[],"class_list":["post-78068","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-noticias-de-investigacion","tag-cnic","tag-samuel-sanchez-es"],"yoast_head":"\nEl control de la velocidad de los motores enzim\u00e1ticos acerca el uso de nanorobots a su empleo en la biomedicina - Institute for Bioengineering of Catalonia<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" 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