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19 de julio de 2011

Redescubren hongo luminoso en Brasil

Especial: Seres vivos


Neonothopanus gardneri

Aunque a los pobladores locales nunca se les perdió y lo conocen desde siempre, el hongo "flor de coco", que emite luz, a los científicos se les había desaparecido: habían pasado más de 170 años desde la última vez que había sido estudiado.

Pero ahora, un grupo de científicos e investigadores de universidades estadounidenses y de la Universidad de San Pablo (USP) redescubrió la llamativa seta en Piauí, estado del nordeste de Brasil.

Neonothopanus gardneri

A la luz del día no se aprecian sus propiedades.

El Neonothopanus gardneri es el hongo bioluminiscente (es decir, que emite luz propia) más grande de Brasil y uno de los más grandes del mundo.

"En los últimos años vi hongos que emiten luz en Brasil, pero más pequeños, algunos del tamaño de un cabello", le señala a BBC Mundo Cassius Vinicius Stevani, profesor de Química de la USP y participante del estudio.

"Éste es el más grande y emite una cantidad considerable de luz", dijo.

La primera vez que el hongo fue descubierto por la comunidad científica fue en 1840, cuando el botánico británico George Gardner vio a unos niños jugando con lo que él pensaba que eran luciérnagas enormes en las calles de un pueblo que hoy es la ciudad de la Natividade, en Tocantins, estado de Goiás, en el centro-oeste de Brasil.

"Flor de coco"

Llamado por los locales "flor de coco" por crecer bajo una palmera, este hongo bioluminiscente se clasificó como Agaricus gardeni y no había sido vuelto a ver.

"Me enteré de que todavía había hongos alrededor de 2001. En los años siguientes, me llegaron informes de Tocantins y Goiás de un hongo grande y amarillo, que emitía una luz", dice Stevani.

"Pero sólo pude verlos en 2005, en fotos tomadas en Piauí", dice el científico, que ha participado en expediciones nocturnas para recoger setas.

Agaricus gardeni

Aún no se sabe el porqué de la fluorescencia.

"Las búsquedas tienen lugar en las noches oscuras, de luna nueva, con las linternas apagadas", explica.

Hay 71 especies de hongos que emiten luz, de los cuales 12 están presentes en Brasil.

La ciencia aún no ha resuelto el proceso químico que le permite al hongo producir luz, ni se sabe para qué le sirve.

Una teoría, dice Stevani, considera que la luz es emitida para atraer a los insectos nocturnos que les ayudan a los hongos a dispersar sus esporas para reproducirse. Otra dice que la luz atrae a los insectos depredadores que se alimentan de pequeños insectos que atacan al hongo.

Otros seres vivos que emiten luz son las luciérnagas y ciertos moluscos, peces, crustáceos y algas. En todos los casos las luz se produce cuando una enzima llamada luciferasa oxida a un sustrato llamado comúnmente luciferina (del latín lucifer, "que trae luz").

El hallazgo fue publicado en el último número de la revista Mycologia.

Fuente:

BBC Ciencia

8 de julio de 2011

Las termitas pueden actuar como una refinería de biocombustibles

Mike Scharf examinando un trozo de madera con termitas Foto: gentileza Universidad de Purdue

Mike Scharf y sus colegas descubrieron el cóctel de enzimas en el intestino de las termitas que les permite digerir plantas leñosas. Foto: gentileza Universidad de Purdue

Las termitas podrían tener el secreto para desarrollar los combustibles del futuro. Su aparato digestivo funciona como una verdadera refinería de biocombustibles, según un estudio de la Universidad de Purdue, en Indiana, Estados Unidos.

Mike Scharf, experto en fisiología molecular y entomología de Purdue, y sus colegas, descubrieron un cóctel de enzimas en el intestino de las termitas que permiten al insecto digerir plantas leñosas. Esas enzimas podrían ser más eficientes que otros métodos utilizados hasta ahora en la producción de biocombustibles.

Por primera vez, los científicos midieron los azúcares generados tanto por enzimas producidas por las propias termitas como por otras enzimas generadas por protozoarios, organismos unicelulares que viven en simbiosis en el intestino de los insectos.

"Durante mucho tiempo se ha ignorado el sistema digestivo de las termitas como fuente de enzimas para la producción de biocombustibles", señaló Scharf.

"Lo que hemos demostrado es que cuando se combina la función de las enzimas producidas por las termitas con la función de las enzimas producidas por simbiontes, es como si uno más uno equivaliera a cuatro".

Lignina

Una vez que Scharf y sus colegas identificaron las enzimas, trabajaron con Chesapeake Perl, una compañía productora de proteínas en Maryland, para crear una versión sintética.

Las enzimas sintéticas también demostraron ser altamente eficientes en la liberación de azúcares a partir de biomasa.

Estación de servicio

El aparato digestivo de las termitas podría contener la clave para los biocombustibles del futuro.

Los científicos de Purdue descubrieron que diferentes enzimas cumplen distintas funciones. Algunas se especializan en la liberación de glucosa y pentosa. Otra enzima descompone la lignina, el compuesto que da firmeza a las paredes celulares de las plantas.

La lignina ha sido una de las barreras que ha dificultado hasta ahora el acceso a los azúcares contenidos en las plantas leñosas. Estos azúcares son fermentados para producir combustibles como etanol.

"Encontramos un cóctel de enzimas que crean azúcares a partir de la madera", explicó Scharf.

El próximo paso para los investigadores de la Universidad de Purdue es identificar qué combinación de enzimas es la más eficiente en la liberación de azúcares.

El estudio fue publicado en la revista científica online PLoS One.

Fuente:

BBC Ciencia

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24 de junio de 2011

¿Cuál es el artículo más referenciado de la historia de la ciencia?

No me lo puedo creer. Lo tengo en mi archivador desde hace, exactamente, 20 años. Lo empleo casi a diario para el cálculo de constantes bioquímicas de todo tipo, es la base de cientos de cálculos relacionados con la cinética enzimática que hago al año…y ahora, por una casualidad, me entero de que es el artículo más referenciado de la historia de la cienciauna joya literaria.

Pero lo más curioso del tema es que el haberme enterado de que estoy en posesión del más referenciado de los trabajos científicos no ha sido por aspectos profesionales, sino a raíz de un comentario de un viejo amigo de estudios y otras andanzas que recibí en mi anterior post acerca de la “doble personalidad” de Michaelis-Menten.

Me explico. En la última entrada publicada en Scientia descubrimos que la famosa ecuación de Michaelis-Menten era fruto de la colaboración entre dos grandes maestros de la bioquímica, Leonor Michaelis y Maud Menten, los padres de la cinética enzimática.

Sin embargo, a la hora de llevar a la práctica la cinética de Michaelis-Menten son pocos los profesionales que lo hacen de forma directa, sino que recurren al famoso diagrama de Lineweaver-Burk, que se emplea como herramienta gráfica para calcular los parámetros cinéticos de una enzima.

En realidad, su utilidad se basa en que el recíproco de la cinética de Michaelis-Menten es fácilmente representable y que de él emana mucha información de interés en el campo de la bioquímica.

La representación gráfica de Lineweaver-Burk permite identificar la Km (constante de Michaelis-Menten) y Vmax (velocidad máxima); el punto de corte con el eje de ordenadas es el equivalente a la inversa de Vmax, y el de abscisas es el valor de -1/Km…así de fácil.

Es cierto que la representación de Lineweaver-Burk presenta algunos inconvenientes ya que al requerir de dobles inversos, pequeños errores experimentales pueden conducir a grandes errores.

Además, el hecho de que a altas concentraciones los puntos se aglutinen al principio de la gráfica puede dar lugar a cálculos erróneos.

Sin embargo, si los experimentos se plantean correctamente desde el punto de vista metodológico, los resultados son totalmente fiables.

Lo lógico sería pensar que lo que acabamos de plantear es tremendamente simple…y lo es, pero a pesar de que la representación del doble recíproco de una hipérbola cuadrangular era conocida por los matemáticos antes de que Lineweaver y Burk publicaran su trabajo, éste fue de tal magnitud que se trata del artículo más referenciado de toda la historia de la ciencia.

¿Y dónde podemos encontrar este artículo? Pues en contra de lo que puedan pensar no se publicó en Nature, ni en Science, ni en Cell, ni en ninguna de las “Top Ten” de las revistas científicas. Además, y como hemos comentado, el objeto del estudio no fue el cáncer, ni el SIDA, ni el Alzhemier, ni nada por el estilo.

La revista donde está publicado el trabajo más referenciado de la historia es de sobra conocida en el ámbito científico, Journal of the American Chemical Society, perteneciente a la American Chemical Society, y el tema de estudio mi querida cinética enzimática.

La referencia completa es: Lineweaver, H; and Burk, D. (1934). “The Determination of Enzyme Dissociation Constants”. Journal of the American Chemical Society 56: pp.658—666.

Pero como debido a ciertas políticas editoriales que aun no comprendo, el acceso a este artículo no es libre para toda la comunidad sea científica o no…pues Scientia hoy les hace un regalo en este enlace…que me cobraré a su debido tiempo.

Si el pasado Martes 14 de Junio honramos a Maud Menten y a Leonor Michaelis por ser los padres de la cinética enzimática, hoy no vamos a ser menos con Lineweaver-Burk.

Ya les puedo adelantar que sí, que sus sospechas son ciertas, y que Lineweaver-Burk, de la misma forma que Michaelis-Menten, son dos personas. También les aclaro que no todos los bioquímicos somos tan complejos y aunque en mis artículos científicos firmo como López-Nicolássoy uno solo: “López por parte de padre y Nicolás por parte de madre”es lo que hay…

Sigamos. De la misma forma que hay gente de los Beatles y de los Rolling, unos del Barça y otros, sorprendentemente, del Madrid y unos de Belmonte y otros de Joselito…hay partidarios de Lineweaver y otros de Burk…yo soy, sin dudarlo, de Hans Lineweaver…por dos motivos claramente “objetivos”.

El primero de ellos es que este químico-físico norteamericano llegó a publicar el famoso artículo sobre el que hoy versa esta entrada siendo todavía…¡¡¡un estudiante!!!

Hans Lineweaver

En teoría esto no debería ser noticia pero, por mi propia experiencia, les puedo asegurar que no es habitual. Aun recuerdo como en cierta Universidad unos compañeros de Departamento me echaron en cara que pusiese como firmante de un artículo científico a un alumno interno de último curso de la carrera…¡¡¡cuando toda la parte experimental la había hecho él solito!!!

La otra razón por la que me decanto por Lineweaver es la más “importante”. No sé si será por sus logros científicos donde, además de su interminable lista de artículos y patentes publicadas, recibió un gran número de premios y galardones, o por su importancia internacional en el campo de la Ciencia y Tecnología de los Alimentos, o quizás por su famosa aportación a la cinética enzimática…pero la realidad es que Hans Lineweaver vivió ni más ni menos que…¡¡¡101 años!!!…sobran los comentarios.

Aunque sea fiel seguidor de Hans no le quito mérito a Dean Burk, el bioquímico americano descubridor de la biotina que dirigió el trabajo que les dio la fama a esta pareja que ha quedado unida para la eternidad….y digo “dirigió” porque Burk fue el mentor de Lineweaver, el que lo acogió en el Departamento de Agricultura estadounidense cuando Hans era un simple alumno y lo catapultó a la fama.

Dean Burk

Además, Dean Burk, al igual que Maud Menten, se adentró con éxito en otras disciplinas científicas, llegando a ser uno de los más prestigiosos investigadores en la lucha contra el cáncer y desarrolló el primer prototipo de las actuales resonancias magnéticas¡¡un crack!!

He pensado que lo más apropiado para acabar esta serie de artículos relacionados con la cinética bioquímica, y con el propósito de poder publicar la “Trilogía Enzimática”, sería escribir una entrada acerca del Diagrama de Eadie-Hofstee.

Sin embargo, y a pesar de que cómo ya se imaginarán G.S. Eadie y B.H.J. Hofstee eran dos personas y no una (los bioquímicos somo así de raritos)…no pienso acabar la trilogía no sea que se inhiban por exceso de producto, se agoten por acumulación de sustrato o se inactiven por suicidio enzimático…prefiero que lleguen a los 101 años…si es que de verdad eso es lo que desean.

Fuente:

Scientia

27 de abril de 2011

Otra prueba más de la selección natural: La intolerancia a la lactosa

Yo tomaba leche todos los días, era un niño obediente y obedecía en todo a mi mamá, y la leche no me generaba ninguna situación adversa. Pero a partir de los 11 años sucedió algo extraño en mi cuerpo, tomaba la leche y a los pocos minutos me dolía el abdomen, mi mamá pensaba que era una maña para no beber la leche y me gritaba para que continuará, seguía bebiendo y me daba diarrea. Luego de dos años supe que había adquirido intolerancia a la lactosa. Y también descubrí que, a veces, las mamás también se pueden equivocar...

Ahora, ya todo un venerable cuarentón, no tomo leche y vivo feliz. Pero existen alimentos que alimentan tan igual, o mejor que un vaso de leche (y sin sus efectos adversos): una taza de quinua sancochada, 100 gramos de chocho (o tarwi), 100 gramos de kiwicha o una buena porción de algas marinas.

Conozca más en este artículo:


Sensación de hinchazón, gases, náuseas, diarrea… estos son los síntomas de la intolerancia a la lactosa. Sin embargo, el término síntoma puede crear un malentendido ya que la intolerancia a la lactosa no es una enfermedad y por supuesto no es una “alergia a la leche” (el sistema inmune no está para nada implicado en el proceso). De hecho, aunque pueda resultar sorprendente para la población en general, la intolerancia a la lactosa es la regla en la mayor parte de regiones del mundo (y si tomamos a la población total también), no la excepción.

¿Y porqué es esto? Pues porque la naturaleza es sabia, como se suele decir. Todos los mamíferos (entre los que nos incluimos los humanos) nacen con la lactasa: un enzima (proteína) producido por las células del intestino delgado. Este enzima se encarga de digerir la lactosa, que es el azúcar de la leche, presente en todos los productos lácteos en mayor o menor medida. La norma, o más bien lo que dictan los genes, es que una vez acabado el periodo de lactancia (aproximadamente entre los 2 y 4 años en humanos), la lactasa deja de expresarse, por lo tanto, ya no podremos digerir más lactosa. Cuando esto ocurre, si se ingiere algún producto lácteo, la lactosa no es asimilada, y entonces es fermentada por las bacterias de nuestro intestino, lo que resulta en la producción de gases, diarrea, hinchazón, náuseas,… Estas consecuencias no son más que “señales” con las que la naturaleza está diciendo: “La cría ya es suficientemente mayor, hay que dejar de amamantarla…”. Como veis, todo tiene un sentido.

Por lo tanto, la intolerancia a la lactosa (IL) es resultado de la no producción del enzima lactasa por nuestro intestino. Afecta al 75% de la población mundial, aunque su prevalencia no está uniformemente repartida, ya que varía mucho de pendiendo de la región y la etnia. Esta variación no es al azar, sino el resultado del proceso evolutivo de las diferentes poblaciones humanas, sobre todo influidas por el clima de la región en la que se asentaron.
Mapa de la frecuencia mundial de intolerancia a la lacotsa

Hace miles de años, algunas poblaciones humanas comenzaron a domesticar animales, y descubrieron que la leche era una gran fuente de alimento. A muchos le sentaba mal, pero algunos eran capaces de digerirla, porque poseían una mutación genética localizada en el gen de la lactasa, concretamente el SNP C/T13910 [1], que hacía que el gen de la lactasa no se desactivase y continuase expresándose más allá de la niñez [2].

En las poblaciones del norte de Europa entre el 80-95% de la población tiene esta mutación. ¿Por qué? Pues para entender esto tenemos que situarnos mucho tiempo atrás y verlo todo desde un punto de vista evolutivo. Nuestros antepasados llegaron a esas tierras frías y no pudieron cultivar la tierra debido al clima. La única alternativa sería sobrevivir de lo que les daban sus animales (carne, leche y huevos (pero sobre todo leche y huevos, ya que eso no implica “romper la máquina” (matar al animal))). Este panorama pintaba muy mal para los intolerantes a la lactosa (que serían los “normales”), que estaban condenados a morir. Pero sin embargo, los que poseían la mutación pudieron nutrirse de leche durante toda su vida, y por lo tanto obtener alimento aunque no hubiera cosechas y sobrevivir y reproducirse en esa tierra hostil. Los hijos de estos supervivientes tendrían también la mutación, y también podrían sobrevivir, y generación tras generación se fue repitiendo el proceso. Así, no es difícil imaginar que pasados cientos o miles de años la población entera de esas regiones estaría formada únicamente por individuos con la mutación, y por tanto tolerantes a la lactosa. Empezaron siendo unos pocos, pero generación tras generación eran ellos los que sobrevivían mientras que los IL fueron pereciendo a lo largo del camino evolutivo (en esas regiones).

Sin embargo en otras poblaciones, como en poblaciones del sur y este de Europa, con climas menos agresivos, no se produjo esa selección de la mutación tolerante, pues los IL podían sobrevivir sin problemas. Como resultado tenemos que en estas poblaciones la frecuencia de la mutación tolerante se sitúa entre el 40 y el 60% del total. Los casos más extremos se dan en las poblaciones asiáticas o africanas, donde la frecuencia de la mutación es muy baja, en concreto del 1% en la población total; esto es debido a que históricamente en estas regiones el pastoreo de ganado productor de leche era casi desconocido, por lo tanto, nunca se produjo selección ninguna hacia la mutación tolerante; su frecuencia es la normal esperada por azar.

Así que si sois IL, pensad que vuestros genes son los originales (“genotipo salvaje” que se diría en genética) y que no es ninguna enfermedad (el 75% de la población mundial es IL), sino un mecanismo natural que indica que se debe parar la lactancia. Y si al contrario sois capaces de digerir sin problema los productos lácteos, tampoco pasa nada, no sois ni “mutantes” ni “más evolucionados”, sino que vuestra capacidad es tan solo un producto de la selección natural; una prueba más de que somos especies biológicas en constante cambio y evolución (por si alguien lo dudaba…), y de que ésta sigue actuando en nuestros días.

Referencias
[1]
Scrimshaw NS, & Murray EB (1988). The acceptability of milk and milk products in populations with a high prevalence of lactose intolerance. The American journal of clinical nutrition, 48 (4 Suppl), 1079-159 PMID: 3140651

[2]. Swallow, D. (2003). G L P L I Annual Review of Genetics, 37 (1), 197-219 DOI: 10.1146/annurev.genet.37.110801.143820

Fuente:

La bitácora del Beagle

12 de agosto de 2010

Un lago argentino alienta nuevas hipótesis sobre la vida en Marte y otros planetas

La 'super' bacteria polyextremo vista a través de un microscopio. | Reuters

La 'super' bacteria polyextremo vista a través de un microscopio.

Un lago de la provincia de Catamarca, al noroeste de Argentina, puede dar pistas sobre cómo comenzó la vida en la Tierra y cómo se podría vivir en otros planetas, ha explicado un equipo del Consejo Nacional de Investigación Científica de Tucumán. Sus integrantes encontraron millones de "super" bacterias en el interior de un espejo de agua, situado en el centro de un cráter volcánico gigante, a más de 4.700 metros sobre el nivel del mar y que posee muy poco oxígeno.

El hábitat de las bacterias es similar al de la Tierra primitiva, antes de que los organismos vivieran y respiraran en una protectora atmósfera con oxígeno por todo el planeta. Las condiciones de esta laguna, llamada 'Diamante', incluyen altos niveles de arsénico y alcalina y podrían también dar una luz sobre la vida fuera del planeta.

"Además de ser una ventana para mirar hacia nuestro pasado, estas lagunas y las bacterias que sobreviven en ellas, guardan el secreto de mecanismos de resistencia a condiciones extremas que pueden tener muchas aplicaciones biotecnológicas", dijo María Eugenia Farías, parte del quipo que descubrió las formas de vida en el lago Diamante a principios de este año.

Si las bacterias pueden sobrevivir aquí, añade la investigadora, podrían sobrevivir en un lugar como Marte. Los llamados "extremófilos" han sido descubiertos en otros lugares del mundo y podrían tener un significativo valor comercial. Las bacterias que descomponen los lípidos se utilizan en los detergentes, por ejemplo.

Características de las bacterias

Las características de estas bacterias, sin embargo, denominadas "poliextremófilas", son excepcionales ya que prosperan en las más difíciles circunstancias. "Lo que tenemos aquí es una serie de condiciones extremas todas juntas y es eso lo que hace al hallazgo único en el mundo", dijo Farías, microbióloga del Consejo Nacional de Investigación Científica.

El lago tiene un nivel de arsénico 20.000 veces superior al considerado seguro para el agua potable y su temperatura a menudo está bajo el nivel de congelamiento. Pero, como el agua es tan salada, cinco veces más salada que el agua de mar, el hielo nunca se forma.

"Por ejemplo, estas bacterias están muy expuestas a la radiación ultravioleta y su DNA se muta mucho, entonces los mecanismos que usan ellas para sobrevivir a estas mutaciones pueden ser aplicados en la industria farmacéutica", señaló Farías. Incluso podría tener futuras aplicaciones comerciales en productos como bloqueadores solares, agregó.

Farías y su equipo están buscando financiamiento argentino para producir un metagenoma de las bacterias, un avanzado estudio que proporciona una secuencia de ADN de toda la colonia de microbios. Esta investigación permitiría estudiar la bacteria en Argentina y que el país sudamericano tenga el dominio de las potenciales patentes lucrativas para los nuevos antioxidantes o enzimas que pudieran derivar de esta bacteria.

Vía El Mundo Ciencia

3 de marzo de 2010

La bebida alcohólica que apenas deja resaca

Miércoles, 03 de marzo de 2010

La bebida alcohólica que apenas deja resaca

Se trata del Soju, un vino de arroz


soju

La resaca es el ténebre reverso de la borrachera, el justo castigo a la diversión de la noche de farra. Puede que este castigo haya tocado a su fin. En Corea es bastante popular un soju (vino de arroz) oxigenado que, según han descubierto los científicos, permite recuperar la sobriedad mucho más rápido que las bebidas alcohólicas convencionales y, sobre todo, apenas deja resaca. El reto ahora es incorporar oxígeno a bebidas como el whisky o la ginebra sin modificar en exceso su sabor.

La bebida la comercializa el fabricante Sunyang bajo la marca O2 Linn, tiene 20° de alcohol y se anuncia como “una bebida que ayuda a aclarar tu mente, energiza las células e tu cuerpo y mantiene tu piel saludable y resistente”. Igualito que el calimocho, vaya.

El proceso que suaviza el efecto del O2 en la bebida es el siguiente, según la explicación del artículo de IO9:

“Cuando bebes etanol tu cuerpo necesita oxidarlo en forma de agua y dióxido de carbono para poder procesarlo. Esto ocurre a través de la oxidación hepática, con la que el hígado trata de contrarrestrar el efecto de la bebida que acabas de ingerir. Las enzimas que procesan el alcohol requieren oxígeno para funcionar, de modo que introduciendo oxígeno en el propio alcohol, el sistema entero funciona de una manera más rápida y eficiente“.


Lea el artículo completo en:

Future Tech

13 de marzo de 2008

Vida y Evolución (séptima parte)

Serie: Ciencias_Naturales Nº 17 (g)

Enzimas y síntesis de proteinas

¿Qué hacen las proteínas en una célula? En primer lugar, la mayor parte de las proteinas son enzimas, las enzimas son partículas que separan o unen a otras moléculas. Estas proteinas son muy importantes, ya que casi todas las reacciones químicas de los seres vivos entrañan la participàción de alguna enzima.

Podemos decir que un organismo está hecho por sus enzimas.



Saludos:

Leonardo Sánchez Coello
Profesor de educación Primaria
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