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Hallazgo clave sobre la producción de energía en las células vivas

Long distance electron transfer through the aqueous solution between redox partner proteins

A. Lagunas, A. Guerra-Castellano, A. Nin-Hill, I. Díaz-Moreno, M. A. De la Rosa, J. Samitier, C. Rovira, P. Gorostiza

Nature Communications 2018, Vol. 9, doi: 10.1038/s41467-018-07499-x

IIQ

La producción de energía en el interior de las células vivas es fundamental para el correcto funcionamiento metabólico, hasta el punto de disponer de orgánulos especializados denominados cloroplastos en las células vegetales y mitocondrias en las células animales. 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 –en un proceso conocido como respiración–.

Ambos procesos implican la transferencia de electrones entre proteínas especializadas, siendo 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 prestigiosa 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. 

Más información:

A. Lagunas, A. Guerra-Castellano, A. Nin-Hill, I. Díaz-Moreno, M. A. De la Rosa, J. Samitier, C. Rovira, P. Gorostiza. Long distance electron transfer through the aqueous solution between redox partner proteins. Nature Communications (2018) 9: 5157. DOI: 10.1038/s41467-018-07499-x 

 

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