Cómo las bacterias manejan la toxicidad del cobre 🦠

Frente a la amenaza tóxica del cobre, las bacterias han desarrollado estrategias de desintoxicación notables. Una de ellas se basa en la enzima CueO. Un equipo de científicos de Marsella ha destacado el papel clave de ciertos dominios de estas enzimas que actúan como verdaderas antenas moleculares en la gestión y eliminación del exceso de cobre.


Resultados publicados en PNAS, cuyas repercusiones biotecnológicas y terapéuticas podrían ser numerosas.

El cobre, aunque esencial para muchos procesos biológicos, se vuelve tóxico cuando se acumula en las células. Para protegerse, bacterias como Escherichia coli emplean sistemas de desintoxicación sofisticados.

Uno de estos sistemas implica la enzima CueO. Esta oxidasa multicobre transforma los iones de cobre (Cu⁺) en una forma menos nociva (Cu²⁺), al mismo tiempo que minimiza la formación de radicales oxigenados destructivos. Una característica intrigante de la enzima CueO es su dominio flexible y rico en aminoácidos del tipo metionina, cuya función sigue siendo objeto de debate.

Un equipo de químicos y biólogos del laboratorio Bioenergética e Ingeniería de las Proteínas y del Laboratorio de Química Bacteriana (CNRS/Universidad Aix-Marsella) se ha centrado en el papel de este dominio, combinando experimentos de bioquímica, biofísica y electroquímica con pruebas en bacterias vivas.

Descubrieron que este dominio actúa como un verdadero recolector de cobre, facilitando el acceso de los iones Cu⁺, fuertemente ligados a otras moléculas, al sitio activo de la enzima, acelerando así su transformación.

Este estudio, publicado en PNAS, abre perspectivas para innovaciones terapéuticas y biotecnológicas interesantes. Por una parte, comprender estos mecanismos de desintoxicación en bacterias podría inspirar biotecnologías que aprovechen la capacidad de las enzimas para manipular el cobre. Por otra parte, el cobre es una de las armas utilizadas por los macrófagos para combatir infecciones bacterianas.

Esta comprensión podría aclarar cómo patógenos como Escherichia, Pseudomonas o Salmonella escapan del sistema inmunitario e inspirar el desarrollo de terapias innovadoras contra la resistencia a los antibióticos. Una vía prometedora en la lucha contra las bacterias patógenas.

Redactor: AVR

Referencia:
Methionine-rich domains emerge as facilitators of copper recruitment in detoxification systems
PNAS 2024
https://doi.org/10.1073/pnas.240286212