Crean nanoesferas capaces de transportar iones con carga negativa a través de la membrana celular

Los iones son átomos o moléculas con carga eléctrica, una propiedad que deben al hecho de contar con un número distinto de electrones y protones en su estructura; si su carga eléctrica es de signo positivo se conocen como cationes, mientras que los aniones se caracterizan por presentar una carga eléctrica negativa.

Se trata de moléculas muy habituales en la naturaleza, ya que muchos procesos biológicos están regulados por iones: actores moleculares tan protagonistas como el ADN y el ARN, los ácidos nucleicos que almacenan y transmiten la información genética, no son otra cosa que largos polímeros aniónicos con una elevada carga negativa.

Existen otros tipos de aniones inorgánicos en los fluidos extracelulares –como el cloruro, el carbonato o el fosfato-, cuya desregulación está asociada a enfermedades como la fibrosis quística o la mineralización ósea; por esta razón, la aproximación de los químicos a este tipo de trastornos se basa en el desarrollo de métodos de síntesis que permitan en primer lugar el reconocimiento selectivo de un determinado tipo de ion, para posteriormente abordar su transporte desde -o hasta- el interior de las células, con el objetivo de controlar tanto su flujo como su concentración.

Recientemente, la revista Angewandte Chemie -una de las de mayor impacto en el ámbito de la química a nivel mundial- ha destacado como Hot Paper un trabajo realizado por investigadores del CiQUS (link is external) que describe un novedoso proceso de reconocimiento de aniones inorgánicos -como son los cloruros o carbonatos-, utilizando para ello pequeños péptidos cíclicos.

Este proceso se produce como consecuencia de la unión de ambos componentes (los aniones y los péptidos cíclicos), que se asocian para dar lugar a unas pequeñas esferas de tamaño nanométrico con novedosas propiedades; los aniones acaban integrándose en la estructura de estas nanoesferas, consiguiendo atravesar las membranas celulares de forma eficiente y facilitando así el tránsito de los iones de un lado al otro de la membrana.

Por otra parte, el carácter peptídico de estas esferas y la reversibilidad de su formación las hace especialmente atractivas de cara a su posible utilización en procesos biológicos, como aquellos en los que sea necesario interferir regulando de forma precisa el flujo de los aniones.

El trabajo, realizado por los investigadores del CiQUS Nuria Rodríguez Vázquez y el Dr. Manuel Amorín en colaboración con el Dr. Ignacio Alfonso (IQAC-CSIC) ha contado con la coordinación del Profesor de la USC Juan Granja, Investigador Principal del centro.

Se ha demostrado como un octapéptido cíclico es capaz de plegarse en una conformación con “forma de V", permitiendo el reconocimiento selectivo de aniones tales como cloruro, nitrato, y carbonato. El proceso de reconocimiento selectivo de aniones implica el ensamblaje simultáneo de seis subunidades de péptidos cíclicos y cuatro aniones para dar lugar a un clúster supramolecular que facilita de manera eficiente el transporte transmembranal de dichos aniones. (Fuente: CIQUS)