INBIOTEC y ULE descubren el efecto potenciador del calcio y los fosfopétidos en la producción de la penicilina

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Ahora León / INBIOTEC / ULE / Penicilina

La prestigiosa revista científica ‘Journal of Proteomics’ de la Editorial Elsevier ha publicado recientemente un trabajo que ha revelado el efecto potenciador conjunto del calcio y fosfopéptidos derivados de la leche sobre la producción de penicilina. Se trata de la revista oficial de la Asociación Europea de Proteómica (EuPA), por lo que la publicación supone un logro científico significativo de los grupos del Instituto de Biotecnología de León (INBIOTEC) y de la Universidad de León (ULE), y contribuye a la excelencia del único Instituto de Biotecnología de Castilla y León en dos de sus áreas de especialización: la biotecnología microbiana y las tecnologías ómicas.

El artículo se titula ‘Casein phosphopeptides and CaCl2 increase penicillin production and cause an increment in microbody/peroxisome proteins in Penicillium chrysogenum’ (Los fosfopéptidos de caseína y el CaCl2 incrementan la producción de penicilina y causan un incremento en las proteínas de microcuerpos/peroxisomas en Penicillium chrysogenum), y es fruto del trabajo del grupo de biotecnología fúngica de INBIOTEC, liderado por los Doctores Carlos García Estrada y Katarina Kosalková, junto con la unidad de proteómica del Instituto liderada por el Dr. Carlos Barreiro (Director del INBIOTEC) y en colaboración con la ULE.

Este trabajo continúa una línea consolidada en INBIOTEC con trabajos de alto impacto en años anteriores, como la publicación del genoma del hongo productor de este antibiótico Penicullium chrysogenum en la revista ‘Nature Biotechnology’, o los análisis del conjunto de proteínas (proteoma) responsables de la mejora en la producción de penicilina a nivel industrial publicados en la revista Molecular & Cellular Proteomics.

El hongo Penicillium (que vulgarmente denominamos moho) crece sobre el pan y otra variedad de alimentos: frutas, cebollas e incluso en el vino. Una de las especies de este género (Penicillium chrysogenum) ha sido sometida durante décadas por el hombre a programas de mejora para su empleo en la producción industrial del antibiótico penicilina.

EFECTOS POSITIVO DEL CALCIO

El calcio ejerce un efecto positivo sobre la producción de penicilina, aunque se desconocían los mecanismos responsables del mismo. El calcio forma complejos con diversas moléculas, entre las que se encuentran los fosfopéptidos resultantes de la hidrólisis de la caseína de la leche, los cuales contribuyen al transporte de calcio a través de la membrana celular.

En este trabajo se han caracterizado las proteínas y procesos metabólicos que sufren modificaciones tras la adición de calcio y fosfopéptidos de caseína al medio de cultivo en el que crece el hongo resultando en un incremento de la producción de penicilina.

Los resultados obtenidos sugieren que estos compuestos, entre otras acciones, estimulan la formación de precursores de la penicilina, así como las enzimas que la biosintetizan en los microcuerpos/peroxisomas de P. chrysogenum, que son como pequeños compartimentos intracelulares donde ocurre parte de la formación de este antibiótico.

Esta información contribuye al conocimiento del transporte y secreción de la penicilina, procesos que casi 90 años después del descubrimiento de este fármaco, están lejos de estar completamente caracterizados.

INBIOTEC, MÁS DE 20 AÑOS A LA VANGUARDIA DE LA INVESTIGACIÓN

INBIOTEC fue fundado en 1993 como un centro de investigación, con la finalidad de aprovechar la fuente del conocimiento y el personal científico de la Universidad de León (ULE), iniciativa a la que también se ha incorporado el esfuerzo de las administraciones públicas y de las empresas. En la actualidad el instituto lleva más de 20 años trabajando en el desarrollo de soluciones biotecnológicas dirigidas a impulsar la competitividad en diferentes sectores industriales, mediante una actividad científica sólida.

La gama inicial de la actividad de investigación, la microbiología industrial, se ha ido ampliando con los años desde el enfoque en la producción de antibióticos a otros campos de investigación, que abarcan alimentos, piensos, productos químicos, materiales y aplicaciones ambientales.

En 2010, una fusión con INTOXCAL, (el Instituto de Toxicología de la investigación de Castilla y León), trajo consigo nuevos conocimientos y capacidades, lo que ha permitido la integración de las actividades transversales que han enriquecido su ámbito de innovación. Desde entonces, el aprovechamiento de esos nuevos recursos y la experiencia acumulados en microbiología y biología molecular, han permitido que la actividad se diversifique en nuevas aplicaciones útiles para las diversos sectores industriales:

– Industria farmacéutica (farmacia humana y animal), con el fin de obtener antibióticos, antitumorales, proteínas, vitaminas, factores de crecimiento, etc.

– Industrias agroalimentarias (insecticidas, fungicidas, probióticos, aminoácidos para nutrición animal, pigmentos microbianos, inoculantes para productos cárnicos, cuajos, levaduras de panadería, etc.).

– Industrias química y energética (procesos de bioconversión, solventes, biogasolina, biopolímeros, biodetergentes, etc.).

– Actuaciones para la mejora del medio ambiente, particularmente en el campo de la degradación de contaminantes, residuos y productos xenobióticos (de difícil degradación).