Las bacterias ahorran energía al producir proteínas plurifuncionales que desempeñan distintos papeles y que pueden evitar la destrucción de los microorganismos. Según un artículo publicado en el mes de septiembre en el Journal of Microbiology, una enzima plurifuncional del Mycobaterium tuberculosis otorga al bacilo una resistencia parcial a una familia de antibióticos de amplio espectro.
“La glutamato racemasa o MurI es una enzima que utilizan las bacterias para construir los componentes básicos de la pared celular” comenta Valakunja Nagaraja, profesor del Indian Institute of Science en Bangalore (India) y autor del estudio. "El MurI del Mycobacterium tuberculosis también detiene la actividad de la enzima ADN girasa, la cual, a su vez, detiene la replicación del ADN y la división celular".
Los investigadores han hallado que las dos funciones operan de forma independiente entre sí. La habilidad enzimática para construir componentes de la pared celular no afecta a la capacidad para inhibir la ADN girasa y viceversa. La ADN girasa participa en la replicación del ADN durante la reproducción bacteriana.
Una familia de antibióticos denominados fluoroquinolonas presentan como diana este enzima que destruye E. coli y el MARSA, bacterias que producen infecciones como el cólera, el ántrax, la gonorrea y la meningitis. Los investigadores han encontrado que cuando la molécula MurI se une a la ADN girasa, extrae la girasa del ADN. Debido a esto, los antibióticos no pueden unirse a la enzima y detener su acción, por lo que la bacteria se vuelve resistente al tratamiento.
"Nuestros hallazgos indican que MurI desempeña un papel en la salvaguarda del ataque antibiótico a la ADN girasa", afirma Nagaraja. "La pluriactividad de MurI parece haber evolucionado recientemente para proteger y controlar la ADN girasa."
MurI no es la única enzima pluriactiva; otras enzimas y proteínas bacterianas también desempeñan diversas funciones. “Las proteínas multifuncionales son, en su mayor parte, enzimas comunes que han adquirido diversas funciones a lo largo de su existencia. Mientras dichas funciones adicionales no interfieran con la función original de la proteína, podrán ser beneficiosas para la célula al proporcionarles una ventaja competitiva en la evolución".
Una célula con enzimas multifuncionales necesita producir menos proteínas, y por consiguiente, menos ADN que replicar. Ello significa un gran ahorro de energía tanto en el crecimiento como en la reproducción. Las proteínas multifuncionales también pueden controlar las actividades celulares, como la replicación del ADN en el caso de MurI.
"Un aumento alarmante de cepas multirresistentes de M. tuberculosis ha conducido a la búsqueda activa de nuevas dianas farmacológicas. Nuestros resultados pueden ayudarnos a descubrir moléculas cuya diana sea MuriI, a fin de impedir que las bacterias construyan la pared celular, lo que supondrá el desarrollo de tratamientos eficaces para diversas infecciones bacterianas", concluye Nagaraja.
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Referencia bibliográfica:
Valakunja Nagaraja. "Moonlighting function of Glutamate Racemase from Mycobacterium tuberculosis: Racemization and DNA gyrase inhibition are two independent activities of the enzyme (Plurifuncionalidad de la glutamato racemasa del Mycobacterium tuberculosis: racemización e inhibición de la ADN girasa, dos actividades independientes del enzima”. Microbiology SEP 2008
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