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La toxina de origen vegetal editada posee características antitumorales


Investigadores de la Universidad de Shinshu en Japón descubrieron que la edición de las propiedades químicas de las fusicoccinas, un tipo de compuesto orgánico tóxico producido por hongos para destrozar las plantas, puede transformarlas en sustancias químicas con propiedades antitumorales en las células. Los resultados del estudio se publicaron en Chemistry — A European Journal en septiembre de 2018.


Universidad de Shinshu.

Si bien se sabe que las fusicocinas están involucradas en varias actividades en las células de los mamíferos, sus mecanismos exactos no se han entendido bien. En las plantas, las fusicocinas se unen estructuralmente a un tipo específico de proteína , llamada 14-3-3 proteínas. En los mamíferos, las mismas proteínas 14-3-3 son responsables de regular varios procesos celulares, incluidos el crecimiento y la muerte celular, la diferenciación y el envejecimiento.

En este contexto, los autores analizaron específicamente el efecto de un modelo de fusicoccin en la unión entre las proteínas 14-3-3 y sus moléculas asociadas en un proceso de formación de complejos funcionales más grandes. Los investigadores han demostrado que un cambio químico clave en la estructura de una fusicoccin no solo afecta el comportamiento de unión entre una proteína 14-3-3 y su molécula asociada durante la formación del complejo (también conocida como interacción proteína-proteína , PPI), sino también este cambio también convirtió la fusicoccin en una sustancia tóxica con la capacidad de destruir las células, siendo esta última de particular relevancia en las células cancerosas .

La toxina a base de plantas 'editada' posee características antitumorales
Fusicoccin, una fitotoxina, se convirtió en una serie de agentes antiproliferativos para células tumorales mediante la eliminación de 12 \ beta grupo hidroxilo. (Presentado en la portada de Chemistry – A European Journal ) Crédito: © 2018, John Wiley and Sons

«Lo que más nos intriga es que el simple cambio estructural de la fusicoccin, que de otra manera no posee ninguna toxicidad en las células humanas , puede conducir a agentes anticancerosos», dice Junko Ohkanda, Ph.D., autor correspondiente del Documento de investigación y profesor en el Instituto de Agricultura de la Universidad de Shinshu. «Nuestro estudio sugiere que el compuesto funciona como un estabilizador para las interacciones proteína-proteína . Hasta ahora solo se conocen algunos ejemplos de esto».

Los autores primero sintetizaron dos fusicoccinas modelo, una con un grupo hidroxilo crítico o una región que contiene una molécula de hidrógeno que está unida a una molécula de oxígeno y otra sin un grupo hidroxilo. Esto se hizo a través de una serie de reacciones químicas. Para poder observar el efecto de una fusicoccin en las interacciones proteína-proteína, los investigadores utilizaron el etiquetado de fluorescencia. Eso les permitió diferenciarse cuando una proteína se unía a un tipo específico de fusicoccin sintética y comprender los efectos estructurales de la proteína de la presencia o ausencia del grupo hidroxilo.

A pesar de que los compuestos que regulan las interacciones entre proteínas han surgido como nuevos objetivos de fármacos prometedores en la era posterior al genoma y han recibido mucha atención durante las últimas dos décadas, el desarrollo de una molécula sintética que tenga esa función sigue siendo un desafío. «Esperamos poder desarrollar un nuevo agente contra el cáncer clínicamente relevante basado en las fusicoccinas, que controle selectivamente las interacciones proteína-proteína que son críticas para la supervivencia celular», dice el profesor Ohkanda.

Según Ohkanda, el equipo de investigación cree que «las fusicocinas proporcionan una nueva base molecular para el desarrollo de fármacos antitumorales y los inductores de PPI, que son altamente deseables para una mayor comprensión de la biología celular». En su futura investigación, los autores pretenden centrarse en arrojar luz sobre los mecanismos de acción. Como tales, ya se están enfocando en la identificación de los objetivos celulares.

Más información: Junko Ohkanda et al, Structural Effects of Fusicoccin sobre Upregulation de 14-3-3-Phospholigand Interaction and Cytotoxic Activity, Chemistry – A European Journal (2018). DOI: 10.1002 / chem.201804428 

Referencia de la revista: Química – Una revista europea 

Proporcionado por: Universidad de Shinshu

Información de: phys.org


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