Ingeniería de enzimas

por Martín Bonfil Olivera
Publicado en Milenio Diario, 14 de mayo de 2008

Puede que el ADN, con su forma de doble hélice, sea la molécula más bonita. Pero si se trata de hacer, no de lucir, las enzimas se llevan el primer premio.

Estas proteínas, producto de millones de años de evolución, llevan a cabo todas las funciones de los seres vivos, desde copiar el ADN hasta la digestión, el movimiento y el pensamiento. Las enzimas son catalizadores biológicos: aceleran las reacciones químicas.

¿Cómo lo logran? Si la reacción química consistiera en tirar a alguien de la cama (¿quién no ha estado en tal situación?), uno tendría que empujar a la persona hasta el borde del colchón. Si empujamos más, hay un momento en que está a punto de caerse, pero si no se hace un pequeño esfuerzo más, el cuerpo se regresa y no cae. Ese sería el estado de transición de la reacción química. Lo que hacen las enzimas es estabilizar el estado de transición, haciendo que sea más fácil dar ese último empujoncito.

Desgraciadamente, hay reacciones químicas que no existen en la naturaleza, pero que a los humanos nos interesaría mucho acelerar. ¿Ejemplos? La desintegración de residuos plásticos, o la conversión de los tallos y hojas de plantas como el maíz –y no de sus granos, que son necesarios como alimento– en biocombustibles… las posibilidades son muchísimas.

Por ello, desde hace décadas los biólogos moleculares se han empeñado en desarrollar la llamada “ingeniería de proteínas”. Pero sólo hace poco se comienzan a tener logros verdaderamente prometedores. En las revistas Science (7 de marzo) y Nature (8 de mayo), el grupo de investigadores coordinado por David Baker, de la Universidad de Washington, publicó dos artículos que describen el diseño por computadora de enzimas artificiales que catalizan dos reacciones que no ocurren en la naturaleza.

Para lograrlo, combinaron avanzados métodos que requieren un análisis mecano-cuántico del estado de transición de cada reacción, el diseño de cientos de posibles proteínas que catalicen la reacción, y métodos de “evolución dirigida” para elegir los mejores candidatos y aumentar su eficiencia.

Las enzimas obtenidas aceleran las reacciones un millón de veces (las naturales, miles de millones). Se trata de un primer paso muy prometedor. Con suerte, en unos años quizá la ingeniería de enzimas ayude a resolver los problemas ambientales, alimentarios y energéticos que enfrentará la humanidad.

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