Salmonelosis en los cuyes y Contaminación por cianuro

¿Cómo el estudio estructural de proteínas puede ayudar a resolver estos problemas?

Santiago Justo1, Carla Saldaña1, Claudia Monge1, 2, Amzy Vallenas2, Carlos G. Alvarez2, Jorge Tenorio2.

1 Laboratorio de Microbiología – Universidad Ricardo Palma, Av. Benavides 5440 – Lima, Perú

2 Laboratório de Reciclagem, Tratamento de Resíduos e Metalurgia Extrativa – Escola Politécnica da Universidade de Sao Paulo, Av. Professor Mello Moraes, 2463 – Butanta – Sao Paulo, Brasil 

Las proteínas son las biomoléculas más abundantes y cumplen las más diversas funciones en los seres vivos, por ejemplo: transportan moléculas, catalizan prácticamente todas las reacciones metabólicas, forman estructuras celulares, sirven como mensajeros celulares, etc. Por esto, el estudio de estas biomoléculas es de vital importancia para entender todos los procesos que ocurren en los seres vivos. Para entender exactamente como las proteínas desempeñan sus diversas funciones es necesario conocer y estudiar su estructura tridimensional; en otras palabras, es necesario conocer la ubicación exacta de cada átomo para poder realmente desentrañar el funcionamiento de estas maravillosas “máquinas moleculares”. En el Perú la investigación en estructuras de proteínas es escasa, sin embargo esta disciplina podría ayudar a desarrollar soluciones a diversos problemas presentes en nuestro país. En esta presentación mostramos resultados de dos proyectos desarrollados por nuestro grupo que pretenden en primera instancia dilucidar cómo funcionan ciertas proteínas de interés para luego utilizar este conocimiento para desarrollar soluciones viables. En el primer caso, la salmonelosis es una enfermedad que afecta los criaderos de cuyes produciendo brotes con una mortalidad de hasta el 85%, esto evita que los actuales centros de producción de carne de cuy no alcancen su máximo potencial; una posible solución es el desarrollo de una vacuna contra este agente infeccioso; sin embargo, para producir una vacuna eficaz se requiere conocer las estructuras de proteínas superficiales de importancia en la patogenicidad para que a partir de esta información se pueda diseñar epítopes con alto grado de inmunogenicidad generando una respuesta del sistema inmune del cuy eficiente y duradera. Nuestro grupo viene estudiando distintas proteínas superficiales, una de ellas llamada PilA pertenece a un sistema de pilus bacteriano; se ha logrado clonar, expresar y purificar exitosamente esta proteína, actualmente se vienen realizando ensayos para obtener la estructura tridimensional y posteriormente diseñar racionalmente los epítopes para la formulación de la vacuna. Por otro lado la minería informal de oro es un problema en casi todas las regiones del Perú, los procesos de lixiviación de este metal utilizan normalmente cianuro dejando enormes áreas contaminadas por esta molécula tóxica para la mayoría de los seres vivos. Naturalmente existen bacterias productoras de proteínas con capacidad para degradar el cianuro convirtiéndolo en metabolitos menos tóxicos para el ambiente; sin embargo, para degradar eficientemente el cianuro es necesario que este se mantenga en solución a un pH de entre 9.5 y 10.5, hasta el momento no se ha descrito ninguna enzima cianidasa que actué en esas condiciones, el reto es desarrollar una bacteria y/o enzima con esa capacidad. Nuestro grupo ha logrado aislar e identificar molecularmente 3 cepas bacterianas con capacidad de degradar cianuro a partir de muestras de lodos de pasivos mineros en el Perú. Estas cepas se muestran como buenos candidatos debido a que han mostrado resistir altas concentraciones de cianuro (hasta 980ppm), además de lograr desarrollar a pH 10. El próximo paso es demostrar la viabilidad del uso de estas bacterias en la degradación de cianuro a pH superiores a 9.5 además de estudiar la estructura tridimensional de la enzima implicada en este proceso para posteriormente realizar mutaciones puntuales que mejoren sus características.

Descriptores: Estructura de proteínas, Salmonelosis, cuyes, vacuna, cianuro, cianidasas.

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