Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña y del Instituto de Investigaciones Químicas de Sevilla han descrito un nuevo método de transmisión de electrones entre proteínas que rebate las evidencias experimentales existentes hasta ahora. Este proceso, implicado en la generación de energía desde las células animales y vegetales, permitirá entender mejor el comportamiento de las proteínas dentro de las células, así como profundizar en las disfunciones energéticas que causan las enfermedades.

La producción de energía en el interior de las células vivas es fundamental para el correcto funcionamiento metabólico. Por ello, existen orgánulos especializados que en las células vegetales se denominan cloroplastos y en las animales reciben el nombre de mitocondrias. En ellos, las plantas transforman la energía del sol en energía química útil –en un proceso conocido como fotosíntesis– y los animales combustionan los alimentos con el oxígeno del aire para aprovechar la energía liberada durante la respiración.

La producción de energía en el interior de las células vivas es fundamental para el correcto funcionamiento metabólico.

Ambos procesos implican la transferencia de electrones entre proteínas especializadas. Para ello es necesario el contacto físico entre ellas y la consiguiente formación de un estado intermediario transitorio para establecer la ruta de transferencia. Este ha sido durante años el dogma central del metabolismo energético en biología, hasta que un trabajo conjunto de investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña, dirigido por el profesor Pau Gorostiza, y del Instituto de Investigaciones Químicas de Sevilla, liderado por Irene Díaz Moreno y Miguel Ángel de la Rosa, han logrado demostrar que las proteínas en solución acuosa pueden transferir electrones a larga distancia, sin necesidad de contacto directo entre ellas, en contra de las evidencias experimentales que se tenían hasta ahora.

El hallazgo, publicado en la revista Nature Communications, permite explicar no solo las elevadas velocidades de transferencia de electrones, sino también las altas tasas de recambio y eficiencia que tienen lugar entre proteínas en cloroplastos y mitocondrias. El descubrimiento permite, además, profundizar en los mecanismos que gobiernan la producción de energía en biología y, por ende, en las bases moleculares de las disfunciones energéticas que provocan las enfermedades.

Referencias:

Guerra Castellano, Alejandra, Díaz Moreno, Irene, De la Rosa Acosta, Miguel Angel: ‘Long distance electron transfer through the aqueous solution between redox partner proteins‘. En: Nature Communications. 2018. 10.1038/s41467-018-07499-x.