Estudio hace factible Creación de nanomateriales con bioestructuras minimalistas

Investigadores del Instituto de Biotecnología y Biomedicina de la Universidad Autónoma de Barcelona (IBB-UAB), España, han logrado la generación de cuatro péptidos capaces de autoensamblarse de forma controlada, creando nanomateriales.

(Last Updated On: junio 18, 2018)

La investigación en la creación de nanomateriales ha sido realizada por Salvador Ventura, Marta Díaz y Susanna Navarro (IBB-UAB), y ha contado con la colaboración de Isabel Fuentes y Francesc Teixidor (Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC)).

Las nuevas moléculas están formadas por una cadena de siete aminoácidos, cada uno de los cuales está compuesto por dos aminoácidos diferentes, lo que significa que aceleran y reducen significativamente el precio del proceso de creación de estructuras funcionales de amiloides sintéticos, que se utilizan para crear nanomateriales con aplicaciones en biomedicina y nanotecnología.

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Generación de estructuras amiloides sintéticas

Según la universidad, la generación de estructuras amiloides sintéticas funcionales para formar nanoestructuras imitando el proceso natural de generación no es nada nuevo. El ensamblaje de proteínas en fibras estables permite crear formas supramoleculares que ninguna proteína aislada puede crear, y que se utilizan como nanoconductores, estructuras fotovoltaicas, biosensores y catalizadores.

Recientemente, las secuencias de la proteína del prión -también amiloides- comenzaron a ser imitadas para crear nanomateriales. El interés de estas secuencias radica en el hecho de que las proteínas se ensamblan de forma más lenta y controlada, formando nanoestructuras no tóxicas altamente ordenadas. Sin embargo, el hecho de que la secuencia sea tan larga, con más de 150 aminoácidos, hace que sea muy difícil y costoso de sintetizar.

dijo Ventura: “Hemos demostrado que un diseño adecuado puede permitir reducir el tamaño de las secuencias de priones sintéticos a sólo siete aminoácidos, conservando las mismas propiedades. Los cuatro péptidos que hemos fabricado son las estructuras más cortas de este tipo creadas hasta ahora y capaces de formar conjuntos fibrilares estables”.

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¿Qué demostró el estudio?

En el estudio, los investigadores verificaron la estabilidad y funcionalidad de los cuatro péptidos fabricados, construyendo uno de los nanomateriales biológicos más resistentes a la degradación descritos hasta la fecha. Se trataba de nanocables recubiertos de plata que pueden actuar como nanoconductores eléctricos y mini enzimas fibrilares capaces de actuar como catalizadores en la formación de nanomateriales orgánicos.

dijo Ventura: “El objetivo final será generar materiales inorgánicos peptídicos híbridos capaces de hacer reacciones complejas, como las creadas por los fotosistemas de las plantas”

Para generar nuevos péptidos, los investigadores basaron su trabajo en secuencias específicas de proteínas priónicas, conocidas como dominios priónicos (PrDs).

Ventura explicó: “Hemos estudiado qué aminoácidos son más frecuentes y cómo se distribuyen en estas regiones, demostrando que sólo cuatro tipos diferentes de aminoácidos distribuidos de forma específica y siempre combinados por un quinto tipo de aminoácidos son suficientes para tener el código completo necesario para formar fibras priónicas sintéticas”.

Este estudio ha ayudado a los investigadores del grupo IBB Protein Folding and Conformational Diseases, dirigido por Ventura, a abrir una nueva línea de investigación centrada en la creación de nanomateriales.

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