Enviado el domingo, 27 de septiembre de 2009 15:43
autor: Miguel Vicente
Unas formas poco
frecuentes de algunos aminoácidos, las formas D, que se pueden integrar en la
capa que les da rigidez - el peptidoglicano - son capaces de
modificar las propiedades de algunas bacterias, no solo en las que lo producen,
sino que pueden también afectar a otras que haya en su vecindad, aunque estas
sean de distinta especie. El efecto de los D-aminoácidos se cree, según la
interpretación de algunos datos recientes, que puede ocurrir tanto por su
incorporación anómala al peptidoglicano,
como porque modifican la función de algunas enzimas en las bacterias que los
incorporan. Se perfilan estos compuestos como quizás los más sencillos, y puede
que los más primitivos, que las bacterias pudieran utilizar para frenar a sus
competidoras, y posiblemente como el camino hacia nuevas terapias.
¿Isómeros de
ficción?: los gemelos Tararí y Tarará. Según la opinión de Martin Gardner
en su anotación a la obra de Lewis Carrol “Alicia a través del espejo”, los dos
personajes, Tweedledum y Tweedledee (Tararí y Tarará en la traducción española)
podrían no solo ser gemelos sino isómeros ópticos. Como casi así los muestra la
ilustración original de John Tenniel,
pruebe el lector a superponer la imagen del uno con la del otro.
En el mundo de la química hay compuestos que
aún teniendo la misma composición pueden encontrarse en dos formas diferentes
cuya estructura es simétrica, de la misma manera que la mano derecha y la mano
izquierda parecen iguales pero en realidad son una a la otra como la imagen en
el espejo de cada una de ellas.
No es posible, se haga lo que se haga, hacer coincidir exactamente una mano con
la otra cuando las colocamos las dos con la palma hacia abajo, solo coinciden
si las giramos y las colocamos con las palmas juntas. Se dice que tales
compuestos se presentan en dos formas llamadas isómeros ópticos. En las
bacterias, como en todos los seres vivos, muchas de las moléculas que las
componen tienen una estructura química que es uno de los dos posibles isómeros,
es el caso de los aminoácidos que forman las proteínas y parte del
peptidoglicano. En los seres vivos los aminoácidos corresponden a las formas
que se clasifican como formas L; los azúcares, que también existen como dos
isómeros son en general formas D.
El trabajo
que publica la revista Science muestra cómo un mutante de la bacteria Vibrio
cholerae en el
que está afectada una de las enzimas que sintetizan el peptidoglicano, pierde
su forma alargada y se redondea al agotarse los nutrientes del medio, este
efecto se ha podido asociar a la producción de unos pocos tipos de
D-aminoácidos que modifican la estructura de su peptidoglicano. Los
D-aminoácidos no parecen afectar de igual manera al no mutante. Por el
contrario otro mutante incapaz de producir los D aminoácidos D-Met, D-Leu,
D-Val, ni D-Ile mantiene su forma en esas condiciones, pero adquiere
una capa de peptidoglicano mas gruesa. De esto último se deduce que los
D-aminoácidos pueden también regular la producción del peptidoglicano en momentos
de escasez. Lo que resulta sorprendente es que ese peptidoglicano que forma
este último mutante al agotarse los nutrientes es menos resistente que el
normal.
Cambio de forma del mutante mrcA de Vibrio cuando en vez de L se le añade
D metionina.
También se ha estudiado en el mismo trabajo
lo que le ocurre a la síntesis del peptidoglicano cuando en otra bacteria, Bacillus
subtilis, se añaden D-aminoácidos. Se observa que la síntesis se reduce y que
los lugares donde ocurre quedan desorganizados. Unido esto a que a la vez se
frena el crecimiento, los investigadores proponen que la producción de
D-aminoácidos en el momento de agotarse los nutrientes, sería una señal de
aviso adicional para el resto de la población de B. subtilis, una especie que responde al
empobrecimiento del medio produciendo esporas.
Síntesis de peptidoglicano en Bacillus
subtilis. La síntesis de peptidoglicano
se puede hacer visible al microscopio utilizando en compuesto fluorescente que
se dirige a los lugares de síntesis En las dos imágenes de arriba la síntesis
se distribuye por toda la membrana y en el centro, corresponden a una bacteria
a la que se ha añadido un L aminoácido (L) o a la que crece con abundantes
nutrientes (X). En las imágenes de abajo la síntesis de peptidoglicano casi no
se observa salvo en el centro. En esta fila a la bacteria marcada como D se le ha añadido el
D-aminoácido, mientras la marcada como S pasa por un período de escasez de nutrientes.
La importancia que adquieren los
D-aminoácidos conforme se conocen mejor sus efectos sobre las bacterias queda
asimismo reflejada en otros estudios que se citan en el trabajo, como por
ejemplo el efecto que tiene la D-serina en la regulación de la virulencia de Escherichia
coli,
demostrada en un modelo de infección urinaria en el ratón.
En la actualidad, visto el aumento de las resistencias a los antibióticos entre
las bacterias patógenas, resulta esperanzador descubrir cualquier proceso que
afecte a su viabilidad, crecimiento o virulencia, ya que puede ser el camino
hacia las nuevas terapias que precisamos con urgencia. En este sentido, el que
uno de los autores del trabajo que comentamos, Miguel Ángel de Pedro, esté asociado al programa COMBACT es otro motivo de satisfacción.
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