Un proceso que puede aumentar en 30 veces la tasa catalítica de una enzima

Se puede usar luz de longitudes de onda específicas para aumentar hasta 30 veces la tasa catalítica de un tipo de enzima, lo cual podría conducir a un abaratamiento de biocombustibles, detergentes y muchos otros productos.

Cuando la luz entra en el ojo e incide sobre el pigmento conocido como rodopsina, hace que ocurra una reacción química compleja. Este cambio es detectado por la proteína asociada y, mediante una cadena de reacciones, se convierte en una señal eléctrica destinada al cerebro.

Con esto como modelo, el equipo de Pratul Agarwal, del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Tennessee, Estados Unidos, asumió que debía ser posible mejorar la eficiencia catalítica de reacciones enzimáticas mediante la estrategia de agregar elementos químicos a la superficie de una enzima y manipularlos con el uso de luz ajustada del modo adecuado.

Los investigadores introdujeron un interruptor molecular activado por luz en dos regiones de la enzima CALB, la cual descompone moléculas de grasa.

Aunque los investigadores obtuvieron los resultados finales de laboratorio en las instalaciones de la empresa AthenaES, que ha colaborado en el proyecto, la modelación computacional le permitió a Agarwal probar miles de combinaciones de sitios en la enzima, modificaciones químicas, luz de diferentes longitudes de onda, distintas temperaturas y diversos interruptores fotoactivados. Las simulaciones realizadas en la supercomputadora Jaguar también permitieron que los investigadores comprendieran mejor el modo en que los movimientos internos de la enzima controlan la actividad catalítica.


Las enzimas están presentes en todo organismo, y son ampliamente usadas en la industria como catalizadores en la producción de biocombustibles, detergentes y muchos otros productos cotidianos.

Agarwal y sus colaboradores consideran que los resultados de su trabajo tienen un buen potencial para mejorar la eficiencia enzimática, especialmente en lo que respecta a los biocombustibles. No en vano el nuevo proceso es capaz de mejorar la tasa catalítica de la enzima estudiada en hasta un 3.000 por ciento.