Investigadores do campus de Ourense estudan a organización molecular en auga líquida e sistemas proteicos

O estudo realízase coa Universidad de Huelva e o Instituto de Química Física Rocasolano
Publicado por o día 15/01/2019 na sección de Eventos

Investigadores do campus de Ourense estudan a organización molecular en auga líquida e sistemas proteicos

Desde o pasado ano, o Grupo de Termofísica Molecular do campus de Ourense está a desenvolver o proxecto de investigación Auga líquida, hidrofobicidade e termodinámica de proteínas, que conta con financiamento estatal e que se realiza coordinadamente con outras institucións estatais de I+D. O seu obxectivo é afondar no coñecemento da organización molecular en sistemas estruturados en rede, como poden ser a auga líquida ou os sistemas proteicos.

O equipo que desenvolve ata 2020 o proxecto está formado desde a Universidade de Vigo polos físicos Claudio Cerdeiriña, Luis Romaní, Diego González e Jacobo Troncoso e os investigadores externos Benjamin Widom, da Cornell University, e Miguel Costas, da Universidad Nacional Autónoma de México. O estudo, explican os seus responsables, é un dos subproxectos que forman o proxecto coordinado Autoensamblaxe e sistemas estruturados en rede, no que participan o Grupo de Física de Sistemas Complexos da Universidad de Huelva e o Grupo de Mecánica Estatística e Materia Condensada do Instituto de Química Física Rocasolano do CSIC en Madrid, ademais do grupo ourensán. O proxecto coordinado acadou financiamento na convocatoria de 2017 do entón Ministerio de Economía, Industria e Competitividade para Proxectos de I+D de Excelencia por un importe total de 163.350 euros, 54.450 euros para cada subproxecto.

Redes interconectadas

“O tema xeral do proxecto coordinado é proporcionar unha descrición unificadora dunha serie de sistemas cuxo elemento común é a presenza do que podemos chamar como redes interconectadas”, comenta Claudio Cerderiña. Concretamente o estudo que se leva a cabo desde o campus de Ourense, e que está en consonancia co proxecto de especialización deste campus como Campus da Auga, céntrase en fenómenos da auga líquida, de disolucións acuosas, de hidrofobicidade e de termodinámica de proteínas. Sobre o primeiro deles, a auga líquida, o investigador sinala como se trata dunha clase deses sistemas “onde a rede interconectada ten a súa orixe nunha interacción denominada ponte de hidróxeno”. Esas pontes (ou enlaces) de hidróxeno, detalla o científico, son as que lle confiren á auga líquida propiedades físicas únicas, “tanto que se especula con que esta sustancia, a matriz da vida, podería existir en dúas formas (ou fases) en estado líquido”.

Igualmente, o estudo céntrase nos efectos hidrofóbicos, abordando cuestións como a hidratación hidrofóbica, concretamente “como se organizan as moléculas da auga arredor dun soluto pouco miscible en auga”, ou “como son as forzas entre dous solutos hidrofóbicos hidratados”. “Interesa moitísimo coñecer de forma inequívoca se esa interacción hidrofóbica é atractiva ou repulsiva. Hai opinións contrapostas e nós pretendemos contribuír a dilucidar a cuestión mediante o estudo teórico dunha magnitude física denominada segundo coeficiente do virial osmótico”, indica Claudio Cerdeiriña.

Por último, o proxecto que están a realizar os físicos ourensáns céntrase nas proteínas, das que sinalan “que son macromoléculas poliméricas, é dicir, moléculas moi grandes constituídas por milleiros de unidades hidrofóbicas (que non se solubilizan en auga) e hidrofílicas (con alta solubilidade en auga) unidas en cadea”. En medio acuoso, rodeadas de auga, indican os investigadores, poden existir en forma pregada ou despregada. “Na súa forma pregada a cadea polimérica está ‘enrolada’ de maneira que a proteína adquire unha forma case-esférica. Pero, en determinadas condicións, esa cadea ‘desenrólase’ ou, como se expresa habitualmente, desprégase, expondo así as súas partes hidrofóbicas e hidrofílicas á auga. Este é o fenómeno de despregamento de proteínas, que tamén se coñece como desnaturalización, pois as proteínas só exercen as súas funcións biolóxicas cando están pregadas”, comenta Cerdeiriña. No referido a esta desnaturalización de proteínas, engade, “estamos ante un problema biolóxico de importancia capital e o relevante, no contexto do proxecto, é que se considera que a física, e en concreto a termodinámica e a mecánica estatística, poden e deben ofrecer respostas para avanzar na súa comprensión”, comenta o profesor, que lembra como “en gran medida o traballo dun físico consiste en construír modelos da natureza”.

Investigación básica

“O obxectivo do proxecto é abordar todas estas cuestións combinando técnicas experimentais e de simulación molecular cunha análise puramente teórica. Agardamos con moita ilusión que os tres anos de traballo sexan moi frutíferos para poder progresar en todas estas investigacións e así ser capaces de achegar algo de luz a este tema de termodinámica, fisicoquímica e mecánica estatística”, subliñan por último os responsables deste estudo de investigación básica.