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BIOTECNOLOGIA DE PROTEINAS
Es el aislamiento y la producción comerciales de proteínas específicas, de
fuentes animales, vegetales o microbianas, y/o su utilización ulterior para
producir un evento biológico pre-definido.
LA VIABILIDAD COMERCIAL ES ESENCIAL PARA EL
EXITO DE CUALQUIER EMPRESA BIOTECNOLOGICA.
Biotecnología clásica: Procesos fermentativos (cerveza, vino, quesos) (al
menos 4000 años).
Biotecnología moderna: Tecnologías de DNA recombinante y anticuerpos
monoclonales (desde mediados de la década del 1970).
Muchas proteínas tienen aplicación industrial: enzimas, anticuerpos,
hormonas, factores de coagulación sanguinea, factores de crecimiento. Se
emplean como agentes diagnósticos y terapéuticos, y en la fabricación de
una gran variedad de productos biológicos. Se las puede obtener de sus
fuentes naturales, pero actualmente es muy frecuente su obtención a partir
de otros organismos, por técnicas de DNA recombinante.
PROTEINAS DE USO FARMACEUTICO:
Factores de coagulación (hemofilias);
eritropoietinas (anemias); Factor de
crecimiento de fibroblastos (ciertas úlceras);
Insulina (diabetes); Interferones,
interleukinas (cancer, SIDA); anticuerpos
monoclonales (diagnóstico); vacunas
(hepatitis B).
Se producen en cantidades moderadas
(gramos o kilos) y requieren la máxima
pureza. La mayoría se produce por técnicas
de DNA recombinante.
La producción de proteínas recombinantes para uso clínico es un
emprendimiento de alto riesgo y alta recompensa. La American
Pharmaceutical Manufacturers Association ha estimado el costo
del desarrollo de una nueva droga de aplicación farmacéutica en
200 – 250 millones de US$, y el tiempo requerido puede ser de
unos 12 años, desde su concepciòn en el laboratorio hasta su
llegada a los anaqueles de una farmacia.
La primera proteína recombinante empleada en clínica fué la
insulina humana, producida en Escherichia coli y aprobada por
USA, UK, Alemania Occidental y Holanda en 1982. La primera
vacuna recombinante administrada a seres humanos fué la
vacuna contra hepatitis B, producida en levadura
(Saccharomyces cerevisiae). Se producen actualmente proteínas
recombinantes para uso clínico en hongos filamentosos, plantas
y animales transgénicos.
Muchas proteínas con APLICACION INDUSTRIAL, en general enzimas de
origen microbiano, se producen en grandes cantidades, a menudo cientos
de toneladas y con mucha menor pureza. Es una industria que moviliza
cientos de millones de US$ por año.
EJEMPLOS DE ENZIMAS CON APLICACIÓN INDUSTRIAL:
PROTEINASAS (preparados detergentes, fabricación de quesos, industrias de
la cerveza y el pan, de la carne y del cuero; digestivos de uso humano y
veterinario).
AMILASAS (procesado de almidones, industrias fermentativas).
PECTINASAS (industrias de jugos frutales y procesado de frutas).
LIPASAS (industria lechera, industria de aceites vegetales).
LACTASA (hidrólisis de lactosa en leche).
GLUCOSA ISOMERASA (producción de jarabes con alta concentración de
fructosa).
PENICILIN ACILASA (producción de penicilinas semisintéticas).
La mayoría de estas enzimas se obtiene de fuentes naturales, pero algunas son
recombinantes (quimosina, para la hidrólisis parcial de la caseína en la fabricación de
quesos).
LOS AMINOACIDOSUn aminoácido, como su nombre lo indica, es una molécula orgánica pequeña
que contiene un grupo amino y un grupo carboxilo. Todos los aminoácidos
presentes en las proteínas tienen ambos grupos unidos al mismo átomo de C y,
con una excepción, todos presentan isomería óptica y pertenecen a la serie L.
Son L-a-aminoácidos.
Aminoácidos con cadenas laterales alifáticas
Prolina
Aminoácidos aromáticos
Aminoácidos con oxhidrilos alcohólicos y la cisteína con -SH
Aminoácidos básicos
Aminoácidos ácidos y sus amidas en el carboxilo distal
Formas ionicas de la L-
alanina.
Los aminoacidos se
encuentran realmente en
la forma de zwitterion
(Bjerrum, 1923)
Formas iónicas y
curva de
titulación de la
glicina.
Formas iónicas y
curva de titulación
del acido L-
glutámico.
Grupos
ionizables
de las
proteínas y
sus valores
de pKa
