Una investigación internacional liderada por la Universidad de Granada (UGR) y que pretende obtener enzimas artificiales recibirá una ayuda de 1,1 millones de euros en los próximos tres años del Programa Científico Internacional Frontera Humana (HFSPO por sus siglas en inglés).

Según ha informado la institución granadina, el proyecto está liderado por el catedrático del departamento de Química Física José Manuel Sánchez Ruiz, quien dirige el grupo de investigación de Biomoléculas y ha obtenido esta ayuda gracias al proyecto denominado 'Generating and understanding de novo enzyme functionalities using ancestralproteins as scaffolds'.

En el mismo participarán, además, científicos de las universidades de Uppsala (Suecia), Minnesota (Estados Unidos) y el Instituto de Tecnología de Georgia (Estados Unidos). De los 1,1 millones de euros que ha recibido el consorcio, aproximadamente 400.000 se destinarán a la UGR.

Se trata de la primera vez que un investigador de la UGR obtiene una de las prestigiosas ayudas otorgadas por HFSPO desde el año 1989. En este período de tiempo, 26 de los investigadores que han logrado conseguir una de ellas han recibido posteriormente el Premio Nobel.

La investigación liderada por la UGR plantea obtener enzimas artificiales altamente eficaces y entender el origen de la catálisis enzimática observada, usando para ello metodologías de Química Cuántica Computacional de última generación.

Como explica Sánchez Ruiz, "las enzimas son catalizadores biológicos capaces de acelerar innumerables reacciones químicas que se producen en los seres vivos". Típicamente, estas reacciones son extraordinariamente lentas en ausencia de enzimas, llegando a presentar tiempos de vida media de incluso muchos millones de años en algunos casos. En presencia de enzimas, sin embargo, estos procesos pueden ocurrir en escalas de tiempo de segundos o incluso inferiores. El origen preciso de los enormes incrementos de velocidad de reacciones químicas causados por enzimas es objeto de discusión actualmente, y puede considerarse como uno de los más importantes problemas científicos aún sin resolver, según ha destacado la UGR.

Enormes aplicaciones en fármacos y alimentos

El desconocimiento acerca del origen preciso de la catálisis enzimática se refleja muy claramente en nuestra incapacidad de obtener enzimas artificiales capaces de catalizar reacciones no-naturales con niveles de eficacia similares a los que presentan las enzimas naturales. Es éste un objetivo que, de conseguirse, tendría enormes aplicaciones biotecnológicas, por ejemplo, en las industrias farmacéutica y alimentaria. Sin embargo, los progresos conseguidos hasta ahora han sido muy limitados.

"Creemos que la razón de este fracaso está relacionada con el uso de proteínas modernas (es decir, de organismos actuales) como punto de partida. Estas proteínas son el resultado de miles de millones de años de evolución, están especializadas para llevar a cabo tareas muy específicas, y no proporcionan un punto de partida adecuado para la generación de nuevas funcionalidades", explica el investigador de la UGR.

Por ello, el proyecto liderado desde Granada tratará de reconstruir proteínas primordiales en el laboratorio, mediante un análisis filogenético de secuencias de proteínas modernas, para, posteriormente, reproducir en el laboratorio su evolución hacia nuevas actividades usando técnicas de cribado ultra-masivo que permiten el análisis de un número astronómicamente grande de variantes proteicas.

Por su parte, HFSPO financia proyectos de investigación de frontera en las Ciencias de la Vida, favoreciendo la colaboración entre científicos de distintos países (e incluso de distintos continentes) y con diferente especialización.

En total, en la convocatoria de 2016, la organización ha destinado 30 millones de dólares para apoyar el tres por ciento de las solicitudes recibidas más sobresalientes. Tras un riguroso proceso de selección de un año de duración, el grupo de investigación liderado por la UGR ha logrado una de las 30 ayudas que acaba de conceder la organización HFSPO, entre más de 1.000 candidaturas de 60 países.