Diestros aminoácidos confunden a las bacterias

autor: Miguel Vicente

Unas formas poco frecuentes de algunos aminoácidos, las formas D, que se pueden integrar en la capa que les da rigidez – el peptidoglicano – son capaces de modificar las propiedades de algunas bacterias, no solo en las que lo producen,sino que pueden también afectar a otras que haya en su vecindad, aunque estas sean de distinta especie. El efecto de los D-aminoácidos se cree, según la interpretación de algunos datos recientes, que puede ocurrir tanto por su incorporación anómala al peptidoglicano, como porque modifican la función de algunas enzimas en las bacterias que los incorporan. Se perfilan estos compuestos como quizás los más sencillos, y puede que los más primitivos, que las bacterias pudieran utilizar para frenar a sus competidoras, y posiblemente como el camino hacia nuevas terapias.



¿Isómeros de ficción?: los gemelos Tararí y Tarará. Según la opinión de Martin Gardner en su anotación a la obra de Lewis Carrol “Alicia a través del espejo”, los dos personajes, Tweedledum y Tweedledee (Tararí y Tarará en la traducción española)podrían no solo ser gemelos sino isómeros ópticos. Como casi así los muestra la ilustración original de John Tenniel, pruebe el lector a superponer la imagen del uno con la del otro.

En el mundo de la química hay compuestos que aún teniendo la misma composición pueden encontrarse en dos formas diferentes cuya estructura es simétrica, de la misma manera que la mano derecha y la mano izquierda parecen iguales pero en realidad son una a la otra como la imagen en el espejo de cada una de ellas.No es posible, se haga lo que se haga, hacer coincidir exactamente una mano con la otra cuando las colocamos las dos con la palma hacia abajo, solo coinciden si las giramos y las colocamos con las palmas juntas. Se dice que tales compuestos se presentan en dos formas llamadas isómeros ópticos. En las bacterias, como en todos los seres vivos, muchas de las moléculas que las componen tienen una estructura química que es uno de los dos posibles isómeros,es el caso de los aminoácidos que forman las proteínas y parte del peptidoglicano. En los seres vivos los aminoácidos corresponden a las formas que se clasifican como formas L; los azúcares, que también existen como dosisómeros son en general formas D.

El trabajo que publica la revista Science muestra cómo un mutante de la bacteria Vibrio cholerae en el que está afectada una de las enzimas que sintetizan el peptidoglicano, pierde su forma alargada y se redondea al agotarse los nutrientes del medio, este efecto se ha podido asociar a la producción de unos pocos tipos deD-aminoácidos que modifican la estructura de su peptidoglicano. Los D-aminoácidos no parecen afectar de igual manera al no mutante. Por elcontrario otro mutante incapaz de producir los D aminoácidos D-Met, D-Leu,D-Val, ni D-Ile mantiene su forma en esas condiciones, pero adquiere una capa de peptidoglicano mas gruesa. De esto último se deduce que los D-aminoácidos pueden también regular la producción del peptidoglicano en momentos de escasez. Lo que resulta sorprendente es que ese peptidoglicano que forma este último mutante al agotarse los nutrientes es menos resistente que el normal.

Cambio de forma del mutante mrcA de Vibrio cuando en vez de  L se le añade D metionina.


También se ha estudiado en el mismo trabajo lo que le ocurre a la síntesis del peptidoglicano cuando en otra bacteria, Bacillussubtilis, se añaden D-aminoácidos. Se observa que la síntesis se reduce y que los lugares donde ocurre quedan desorganizados. Unido esto a que a la vez se frena el crecimiento, los investigadores proponen que la producción de D-aminoácidos en el momento de agotarse los nutrientes, sería una señal de aviso adicional para el resto de la población de B. subtilis, una especie que responde al empobrecimiento del medio produciendo esporas.



Síntesis de peptidoglicano en Bacillus subtilis. La síntesis de peptidoglicanose puede hacer visible al microscopio utilizando en compuesto fluorescente que se dirige a los lugares de síntesis En las dos imágenes de arriba la síntesis se distribuye por toda la membrana y en el centro, corresponden a una bacteria a la que se ha añadido un L aminoácido (L) o a la que crece con abundantes nutrientes (X). En las imágenes de abajo la síntesis de peptidoglicano casi no se observa salvo en el centro. En esta fila a la bacteria marcada como D  se le ha añadido elD-aminoácido, mientras la marcada como S pasa por un período de escasez de nutrientes.


La importancia que adquieren los D-aminoácidos conforme se conocen mejor sus efectos sobre las bacterias queda asimismo reflejada en otros estudios que se citan en el trabajo, como por ejemplo el efecto que tiene la D-serina en la regulación de la virulencia de Escherichiacoli, demostrada en un modelo de infección urinaria en el ratón.En la actualidad, visto el aumento de las resistencias a los antibióticos entre las bacterias patógenas, resulta esperanzador descubrir cualquier proceso que afecte a su viabilidad, crecimiento o virulencia, ya que puede ser el camino hacia las nuevas terapias que precisamos con urgencia. En este sentido, el que uno de los autores del trabajo que comentamos, Miguel Ángel de Pedro, esté asociado al programa COMBACT es otro motivo de satisfacción.


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