Insua

Os péptidos e proteínas son moléculas naturais responsables da inmensa maioría de funcións na célula. A actividade dunha proteína é só posible se esta se atopa nunha conformación tridimensional correcta, que é o resultado do seu pregamento por interaccións non covalentes. Deste xeito, as proteínas acadan unha gran complexidade estrutural que se traduce en funcións e interaccións altamente específicas.

Inspirados polos motivos de pregamento proteico naturais, é posible deseñar de xeito racional fragmentos curtos de proteínas (i.e. péptidos) capaces de ensamblarse de xeito non covalente en nanoestruturas funcionais. Como un xogo de Lego®, pequenos péptidos poden unirse por interaccións supramoleculares para xerar nanoestruturas complexas ordeadas (i.e. auto-ensamblaxe).

En perspectiva, o grupo traballa no deseño e desonvolvemento de péptidos auto-ensamblantes para aplicación biomédica, combinando química e nanotecnoloxía cara a bioloxía.

TERAPIAS SUPRAMOLECULARES

O concepto actual de medicamento consiste nun principio activo (i.e. fármaco) que actúa como unha molécula individual no organismo para desencadear unha resposta terapéutica. Así, o fármaco únese á súa diana, habitualmente un receptor na superficie celular ou un encima, causando a súa activación ou inhibición.

O noso grupo trata de romper coa concepción de medicamento como molécula individual, dirixindo a atención cara as nanoestruturas supramoleculares como axentes terapéuticos. Dende hai décadas, xa se estudan nanomateriais para controlar a liberación de fármacos no organismo, pero estas nanoestruturas son inertes farmacolóxicamente. A nosa visión busca desenvolver nanoestruturas activas como axentes terapéuticos, cunha acción que poida ser controlada por eventos reversibles de (des)ensamblaxe supramolecular.

Nesta liña de investigación, desenvolvemos péptidos citotóxicos capaces de regular a súa acción antimicrobiana e antitumoral segundo o seu estado supramolecular (e.g. ensamblado = inactivo; desensamblado = activo). Podemos usar estímulos ambientais, químicos e biolóxicos para inducir cambios supramoleculares e así dirixir a súa acción.

.

FUNCIÓN COOPERATIVA

A química de sistemas estuda as propiedades e funcións emerxentes de moléculas en interacción ou interconversión. Este campo ten unha relación directa co estudio químico fundamental da vida, onde as propiedades dunha mestura de moléculas van máis aló da suma das súas propiedades individuais. Só a coordinación e o estado enerxético dos compoñentes celulares son capaces de realizar as funcións que caracterizan a un ser vivo - esta é a química de sistemas.

Gran parte do traballo en química de sistemas ten un eixo supramolecular, xa que as moléculas auto-ensambladas poden realizar funcións cooperativas, por exemplo, producir ambientes catalíticos biomiméticos, xerar estados ensamblados disipativos, ou a replicación molecular competitiva (i.e. evolución Darwiniana molecular).

O noso grupo desenvolve péptidos capaces de realizar funcións cooperativas como ferramentas biotecnolóxicas e terapéuticas de nova xeración. Así, o desenvolvemento de células sintéticas mínimas, ou protocélulas, busca reproducir funcións celulares a partir de moléculas comerciais inertes (e.g. captación selectiva de moléculas externas, comunicación intercelular, replicación molecular, etc.).