Un estudio internacional, liderado por una investigadora del CONICET, ha aportado nuevos datos que podrían potenciar las aplicaciones productivas de las enzimas BVMOs. Estas enzimas tienen la capacidad de transformar moléculas utilizando el oxígeno del aire, abriendo nuevas posibilidades en los campos industrial y biotecnológico.
Las BVMOs son enzimas que utilizan el oxígeno del aire para transformar moléculas mediante un proceso de oxidación. A través de la técnica de «reconstrucción de secuencias ancestrales», que permite entender cómo una proteína adquiere una determinada función a lo largo del tiempo, el equipo científico reconstruyó su historia evolutiva y detectó cuándo adquirieron la capacidad de usar oxígeno.
Según Laura Mascotti, investigadora del CONICET en el Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IHEM, CONICET-UNCUYO) y líder del estudio, estas enzimas han existido en los microorganismos desde hace millones de años, mucho antes de que la atmósfera terrestre se enriqueciera con oxígeno. “Las BVMOs son proteínas muy ancestrales y su evolución puede rastrearse con certeza hasta las primeras poblaciones bacterianas, un poco antes del ‘gran evento de oxigenación’, hace aproximadamente 2.5-2.3 millones de años”, explicó Mascotti, quien recientemente se incorporó al IHEM para establecer un grupo de Bioquímica Evolutiva tras varios años de trabajo en los Países Bajos.
“Nuestra idea era entender cuándo y cómo adquirieron la capacidad de usar oxígeno. Para ello, nos aproximamos al problema desde la bioquímica evolutiva, que consiste en estudiar la evolución de la familia de enzimas para rastrear en el tiempo cómo cambiaron o adquirieron una función. Queríamos comprender cómo las monooxigenasas ‘aprendieron’ a usar oxígeno”, añadió Mascotti.
El estudio demostró que las BVMOs evolucionaron en una serie de pasos, comenzando a partir de una proteína sin actividad y adquiriendo posteriormente reactividad y especificidad hasta transformarse en enzimas activas. En conjunto, los resultados del estudio ilustran cómo un mecanismo catalítico intrínsecamente complejo emergió durante la evolución.
Las BVMOs tienen un alto potencial para aplicaciones biotecnológicas, como la producción de polímeros. Sin embargo, su uso a gran escala ha sido limitado debido a su inestabilidad en condiciones operativas y la necesidad de ajustar su selectividad en ciertos casos. Comprender su funcionamiento y el de las enzimas en general permite mejorar su aplicación práctica. “La bioquímica evolutiva genera resultados clave para aplicar diseños racionales o semi-racionales de variantes enzimáticas con aplicaciones industriales, porque nos permite conocer y definir los ‘determinantes funcionales’ de una enzima. Además, la reconstrucción de secuencias ancestrales no es solo una herramienta de ingeniería genética, sino una aproximación para desentrañar funcionalidades que puede generar conocimiento valiosísimo para ser utilizado con fines aplicados”, concluyó Mascotti.
Con información del CONICET
