Activación de redes moleculares conectadas a través de enlaces tiol-disulfuro

Una publicación reciente en Nature Communications del equipo liderado por la Dra. Ruth Pérez, científica titular del grupo de Química Médica y Biológica Traslacional del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC), presenta un mecanismo para acelerar el intercambio de tiol-disulfuro en redes moleculares como parte de un sistema químico dinámico. La estrategia requiere el uso de un sistema biomimético de selenocisteína que actúa como catalizador para acelerar el intercambio de tiol-disulfuro a pH fisiológico y bajas temperaturas.

El grupo estudia redes químicas complejas dentro del campo de Sistema Químicos, y su aplicación en entornos biológicos. Esto a menudo demanda que la química combinatoria dinámica se desarrolle en condiciones fisiológicas. El intercambio de tiol-disulfuro, una de las estrategias de química combinatoria dinámica más populares, por lo general necesita de tiempos de equilibrio prolongados para alcanzar la composición requerida, por lo que serían deseables estrategias para acelerar este proceso.

Canal-Martín et al. han elegido una estrategia inspirada en la naturaleza para acelerar el intercambio tiol-disulfuro, centrándose en uno de los sistemas antioxidantes en las células de mamíferos, el sistema tiorredoxina, y aplicando su estrategia redox a una red química evolutiva. El equipo ha desarrollado una metodología mediante el uso de selenocisteína, tanto a nivel químico para acelerar la formación de distintas redes químicas evolutivas basadas en el intercambio tiol-disulfuro, como a nivel biológico para el plegamiento de proteínas en diferentes condiciones.

Referencia:

Biomimetic selenocystine-based dynamic combinatorial chemistry for thiol-disulfide exchange. A. Canal-Martín, R. Pérez-Fernández (2021) Nat. Commun. DOI: 10.1038/s41467-020-20415-6