Expertos del grupo Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Almería, liderado por Felipe Rodríguez Vico, han creado un proceso de producción de D-aminoácidos, que permitirá fabricar medicamentos y aditivos alimentarios en menor tiempo, de una forma ecológicamente compatible y a costes más reducidos.
Este método se basa en "proceso de la hidantoinasa", que hasta la fecha se reducía a la síntesis de tan sólo dos compuestos empleados en la fabricación de los antibióticos ampicilina y amoxicilina. Dicha investigación ha sido posible gracias a una ayuda de 130.000 euros concedida por el Ministerio de Innovación y Ciencia en 2004.
Los aminoácidos ópticamente puros, que presentan las conformaciones D y L, poseen una elevada importancia a nivel industrial debido a sus innumerables posibilidades de utilización. Entre sus ámbitos de aplicación destaca la industria farmacéutica, alimentaria, agroquímica y cosmética. Incluyendo su uso en la fabricación de sueros, aditivos alimentarios, antibióticos, antitumorales, cosméticos y pesticidas, entre otros. Sin embargo, su producción mediante síntesis química clásica a escala industrial está muy limitada debido al bajo rendimiento, elevado coste y fuerte efecto contaminante sobre el medio ambiente. Actualmente, el “proceso de la hidantoinasa” ha resuelto estos problemas siendo empleado con mayor eficiencia -menor coste y mayor producción.
En este sentido, los científicos de la UAL han conseguido adaptar este limitado “`proceso de la hidantoinasa´” a la fabricación de cualquier D-aminoácido ópticamente puro gracias al desarrollo de un nuevo organismo hospedador. Para ello han modificado el ADN de la bacteria Escherichia coli introduciendo un ADN extracromosómico, procedente de la bacteria Agrobacterium tumefaciens. El objetivo del grupo de investigación es incorporarle a Escherichia coli tres genes de Agrobacterium tumefaciens, que son los responsables de trasformar el material de partida (hidantoina) en D-aminoácidos ópticamente puros con una eficacia del 100% por la intervención de las tres nuevas enzimas.
Un solo organismo
En 2002, este equipo investigador ya había logrado producir cualquier D-aminoácido ópticamente puro con eficiencia. No obstante, su elaboración precisaba de tres organismos −cada uno de ellos responsable de aportar una enzima− y cuatro biorreactores.
Gracias a esta nueva patente (Nº Pat. 2.322.418), titulada Sistema de coexpresión enzimática para la producción de D-aminoácidos se ha conseguido reducir el coste, tanto material como temporal, de la fabricación de D-aminoácidos ópticamente puros al ser necesario un único organismo y, por tanto, un solo biorreactor.
Asimismo, los investigadores han probado dos niveles de sobreproducción de las enzimas que catalizan la reacción. Uno donde se adiciona un inductor que acelera el proceso pero que, al mismo tiempo, eleva el coste de producción y, un segundo, donde no se adiciona inductor, cuyo coste de producción es menor pero requiere mayor tiempo de reacción.
L y β aminoácidos ópticamente puros
Actualmente este sistema ha sido puesto apunto para la obtención de D-aminoácidos. No obstante, los expertos de la UAL continúan trabajando con la intención de adaptar este proceso a la fabricación de L-α- y β aminoácidos ópticamente puros, mediante el incentivo de 148.000 euros concedido por el Ministerio de Educación, en 2007 y de 238.000 euros otorgado por la Consejería de Innovación, en 2008, tras considerarlo de excelencia en la modalidad de Jóvenes Investigadores.
Los L-aminoácidos ópticamente puros son utilizados principalmente por la industria alimentaria como antioxidantes, diuréticos, potenciadores del sabor o edulcorantes, entre otras aplicaciones. Por su parte, los β-aminoácidos poseen un conocido efecto antitumoral, fungicida, pesticida, antimicrobiano o para el tratamiento frente VIH.
Investigadores españoles han desarrollado un modelo de aprendizaje automático destinado al reposicionamiento de medicamentos, una alternativa cada vez más fuerte frente al lento y costoso proceso de creación de nuevos compuestos.
Un equipo internacional, liderado por el Instituto de Biología Evolutiva de Barcelona, ha descubierto que las poblaciones con ascendencia genética americana y europea tienen mayor riesgo de sufrir la toxicidad de una amplia variedad de fármacos.
