Investigación multidisciplinaria UNAB desarrolla un nuevo compuesto basado en renio capaz de marcar proteínas

Un grupo interdisciplinario de investigadores de las Facultades de Ciencias Exactas y Ciencias de la Vida, con colaboraciones nacionales e internacionales de la North Caroline University at Chapel Hill (EEUU), publicó recientemente los resultados de un estudio sobre el uso eficiente de un nuevo compuesto basado en renio para marcar proteínas.

Las proteínas son muy importantes para los seres vivos, cumpliendo numerosas funciones vitales tanto en las células como en bacterias y organismos complejos. Así como el “genoma” es el conjunto del material genético que posee un organismo, la totalidad de proteínas que un organismo produce o modifica en su ciclo de vida se conoce como “proteoma”. Identificar las cantidades de proteínas en cuanto a su composición, estructura y actividad es importante para conocer la información genética de un organismo vivo, y es estudiado por la proteómica.

La “electroforesis en gel de poliacrilamida con dodecilsulfato de sodio” (conocida por sus siglas en inglés SDS-PAGE) es una técnica que utiliza un campo eléctrico para separar proteínas basándose principalmente en su tamaño, siendo una técnica común en biología molecular, bioquímica e investigaciones forenses. Una vez separadas las proteínas, existen diferentes métodos de tinción para poder observarlas. Los colorantes más utilizados son generalmente compuestos aniónicos (carga negativa), no obstante, la tinción fluorescente de proteínas es también una técnica alternativa considerada muy sensible, segura y versátil. En la literatura científica se han reportado complejos aniónicos basados en metales como renio, rutenio e iridio, sin embargo, los colorantes catiónicos (carga positiva) han sido menos explorados.

“En este trabajo de investigación, se estudió un ligando piridino benzimidazol (B2) que tiene un puente de hidrógeno intramolecular, que unido a un núcleo de renio tricarbonilo, generó un complejo catiónico que fue capaz de teñir proteínas de diversos tamaños, en un gel de poliacrilamida (SDS-PAGE). Este nuevo hallazgo se suma a los trabajos anteriores publicados por nuestro grupo de investigación, en el uso eficiente del renio tricarbonilo en tinción ya no solo de bacterias y levaduras, sino también como tinción en proteínas, dada la escasa literatura científica al respecto”, señala el Dr. Alexander Carreño, investigador del Centro de Nanociencias Aplicadas (CANS) de la Facultad de Ciencias Exactas.

El Dr. Juan Fuentes, microbiólogo de la Facultad de Ciencias de la Vida, agrega que “como grupo de investigación, llevamos explorando estos sistemas ya hace cinco años. Nuestros hallazgos principales se han orientado en diseñar moléculas con diversas aplicaciones en ciencias biológicas”.

En este artículo se describe la síntesis y caracterización estructural, óptica y electrónica del nuevo complejo, el cual presenta una emisión cercana a los 625 nm (luz visible) y fue capaz de teñir proteínas aisladas de bacterias S. Typhimurium, separadas por la técnica de electroforesis en un gel de poliacrilamida. Este hallazgo además describe un protocolo simple de tinción de proteínas, que son reveladas gracias a un transiluminador, instrumento común en los laboratorios de biología o química.

El paper «New cationic fac-[Re(CO)3(deeb)B2]+ complex, where B2 is a benzimidazole derivative, as a potential new luminescent dye for proteins separated by SDS-PAGE» fue publicado en la revista Frontiers in Chemistry, y presentado en la última versión del congreso de química “#RSCPoster Twitter Conference”, organizado por la Royal Society of Chemistry de Inglaterra a comienzos de marzo, en el marco del Fondecyt de Inicio 11170637. Allí participaron desde la UNAB el Dr. Alexander Carreño (investigador del Centro de Nanociencias Aplicadas, CANS, y director del proyecto Fondecyt de Inicio 11170637), el Dr. Dayán Páez (Director (I) del Centro CANS), y el Dr. Andrés Vega (Director del Departamento de Química), todos de la Facultad de Ciencias Exactas, así como el Dr. Juan A. Fuentes (investigador del Laboratorio de Genética y Patogénesis Bacteriana) de la Facultad de Ciencias de la Vida.

Además, participaron como colaboradores nacionales el Dr. Manuel Gacitúa (electroquímico e investigador de la Facultad de Química y Biología, USACH), la Dra. Ivonne Chávez (investigadora en complejos de metales de transición de valencia mixta) y el Dr. Marcelo D. Preite (investigador en química orgánica), ambos de la PUC, y el Dr. Eduardo Solis-Cespedes (químico computacional de la U. Católica del Maule).

Este artículo contó también con la colaboración internacional del Dr. Gerald J. Meyer de la North Caroline University at Chapel Hill (EEUU), quien posee una vasta trayectoria en investigación en transferencia electrónica y conversión de energía en sistemas inorgánicos basados en rutenio, renio y otros metales de transición, con más de 100 publicaciones ISI en prestigiosas revistas como Journal of the American Chemical Society, Inorganic Chemistry, ACS Applied Energy Materials, Chemical Reviews y Angewandte Chemie, entre otras. El artículo contó también con la participación del Dr. Wesley Swords, discípulo del Dr. Meyer.

Cabe mencionar que el Dr. Dayán Páez, el Dr. Eduardo Solis-Cespedes y el Dr. Alexander Carreño son titulados del programa de Doctorado en Fisicoquímica Molecular que imparte la Facultad de Ciencias Exactas de nuestra Universidad.

Así, este trabajo es otro ejemplo de un estudio interdisciplinario tanto a nivel nacional como internacional, de profesionales de diversas áreas científicas que aportan al conocimiento básico y aplicado desde sus respectivas líneas de investigación.