El Palimpsesto Enzimático

Ya sé, ya sé... con este título no me va a leer ni mi abuela, que se ha puesto internet sólo porque su nieto escribe en un blog de ciencia.

De buenas a primeras, para todos los que tengais vuestro griego antiguo un poco oxidado, aclarar que un palimpsesto es un documento en el cual se encuentran restos de una escritura previa escondidos por la escritura posterior. Con técnicas más o menos sofisticadas, los vestigios de la escritura anterior pueden ser revelados. De hecho, muchos documentos extremadamente antiguos han sobrevivido sólo en forma de palimpsestos (el pergamino era una materia muy cara, y en los inicios de la edad media era una práctica habitual tomar pergaminos con antiguos textos griegos para borrarlos y escribir sobre ellos (que majos nuestros antepasados medievales, ¿no?))

Muy interesante, me diréis, pero que tiene esto que ver con las enzimas?.

Pues, aparentemente, mucho.
Parece ser que la naturaleza, a su manera, tambien nos ofrece la posibilidad de encontrar palimpsestos, es decir, residuos de una via evolutiva anterior escondidos tras la versión actual de algo. Este es el caso que parecen haber descubierto Min, Josephine et al segun el articulo publicado en Plos Biology, en el que describen los trabajos de modelización que han hecho sobre la enzima inosina 5'-monofosfato deshidrogenasa (IMPDH para los amigos)

Una enzima, para aquellos que no estén muy familiarizados con el tema, es a grandes rasgos una molécula (generalmente una proteína) que tiene por misión hacer que una reacción química que de forma espontánea no se produciría (o sería demasiado lenta) suceda a la velocidad que los seres vivos necesitan para su funcionameiento.

Normalemente, las enzimas no trabajan solas, y el producto que una genera es recogido por otra, que le hace una nueva modificación, dando lugar a lo que llamamos rutas metabólicas.

En el caso que nos ocupa, la enzima IMPDH participa en el proceso de fabricación de nucleótidos de guanina (la guanina es una de las cuatro moléculas que forman el código de nuestro ADN (esa sucesión de A,C,G y T emparejadas que siempre nos enseñan)). Es decir, la biosíntesis de guanina está en la base de la producción de material genético, así que, como podéis imaginar, la gran mayoría de seres vivos (tanto unicelulares como pluricelulares) tienen la enzima IMPDH como parte de la cadena de enzimas encargada de producirla.

¿Pero qué es lo que se ha encontrado de particular en la IMPDH?

Pues bien, para empezar, se ha encontrado que la IMPDH se encarga de dos reacciones químicas diferentes en un mismo sitio activo. Hay muchas enzimas que hacen más de una reacción químca, pero generalmente tienen diferentes regiones, llamadas sitios activos, cada una de las cuales hace sólo una función. La IMPDH, en cambio, se encarga de dos funciones completamente diferentes en un mismo sitio activo. Si a veces resulta difícil imaginar como la evolución ha ido perfeccionando la eficiencia de las enzimas, aún más dificil se hace plantearse cómo se ha podido dar la evolución paralela de dos funciones en un mismo sitio activo.

Esto llevó a Min y sus colaboradores a realizar modelos simulados por ordenador utilizando la estructura de la IMPDH del protozoo Trichomonas foetus con la intención de hallar el funcionamiento exacto de esta combinación de funciones.

Y es durante esta investigación cuando, además de encontrar, a través de la simulación por ordenador, la confirmación del funcionamiento de la IMPDH, observaron la existencia de un "antiguo sitio activo abandonado" que era capaz de hacer sólo una de las dos funciones...

¿Por qué una enzima habría de tener dos alternativas, dos rutas para la misma reacción? La teoría, avalada por los análisis filogenéticos posteriores, es que el segundo centro activo encontrado no es más que un vestigio del antiguo centro activo que utilizaba la enzima. Los años de evolución fueron modificando el actual centro activo hasta que se apropió de las dos funciones, dejando al centro activo primitivo enmascarado tras su nueva versión "más potente". Esto también ayudaría a entender que, de hecho, el centro activo moderno no ha sido siempre un centro con dos funciones simultáneas, sino que poco a poco fue "usurpando" funciones de la versión primitiva.

Bueno, hoy he sido un poco teórico, ¿no? Va, el próximo día igual hacemos opinión!