Investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), del Instituto
de Química-Física Rocasolano (IQFR) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas
(CSIC) y del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA, CSIC), han
dilucidado mediante criomicroscopía electrónica la estructura molecular de una enzima
ß-galactosidasa, que no había podido ser resuelta mediante técnicas convencionales.
Este enzima tiene la propiedad de hidrolizar la lactosa y está siendo utilizada en el
desarrollo de dispositivos domésticos para convertir leche normal en leche sin lactosa.
Los resultados del trabajo, que ha sido coliderado por Rafael Fernández-Leiro, del CNIO,
y Julia Sanz-Aparicio, del IQFR-CSIC, aparecen publicados en la revista ACS Chemical
Biology.
“La intolerancia a la lactosa es un trastorno digestivo común que afecta a una gran
proporción de la población humana adulta. La gravedad de los síntomas varía de persona
a persona, y depende de la susceptibilidad al azúcar y la cantidad ingerida. Por esa razón,
en el campo de la biotecnología ha adquirido gran importancia el estudio de enzimas
que se pueden usar para la producción de leche y derivados lácteos sin lactosa, como es
la β-galactosidasa de la bacteria Thermotoga maritima o TmLac”, explica Julio Polaina,
investigador del CSIC en el IATA.
Rafael Fernández-Leiro añade que “hemos empleado la técnica de criomicroscopía
electrónica o Cryo EM, que se ha convertido en una alternativa a la difracción de rayos
X tradicionalmente empleada para resolver la estructura de macromoléculas a alta
resolución. La estructura de la enzima TmLac se había intentado resolver anteriormente
sin éxito. Gracias a la Cryo EM hemos podido resolver su estructura con una resolución de dos ángstroms, una de las más altas resoluciones conseguidas hasta la fecha
empleando esta técnica y que nos permiten ver en detalle la estructura atómica de esta
enzima”.
“Nuestra innovación supone una importante contribución a la salud y bienestar de la
extensa población que presenta distintos grados de intolerancia a la lactosa. Un
siguiente paso es el diseño de enzimas híbridas que puedan unirse de manera eficiente
a diferentes soportes sólidos y así emplearse para distintas aplicaciones”, concluye Julia
Sanz-Aparicio.
Samuel Míguez Amil, Elena Jiménez-Ortega, Mercedes Ramírez-Escudero, David TalensPerales, Julia Marín-Navarro, Julio Polaina, Julia Sanz-Aparicio y Rafael Fernández-Leiro. The
cryo-EM Structure of Thermotoga maritima β?Galactosidase: Quaternary Structure Guides
Protein Engineering. ACS Chem. Biol. DOI: 10.1021/acschembio.9b00752