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Biología química

Una visión general de los diferentes componentes incluidos en el campo de la biología química

La biología química es una disciplina científica entre los campos de la química y la biología . La disciplina implica la aplicación de técnicas químicas, análisis y, a menudo, pequeñas moléculas producidas mediante química sintética , al estudio y manipulación de sistemas biológicos. [1] Aunque a menudo se confunde con la bioquímica , que estudia la química de las biomoléculas y la regulación de las vías bioquímicas dentro y entre las células, la biología química sigue siendo distinta al centrarse en la aplicación de herramientas químicas para abordar cuestiones biológicas. [2]

Historia

Aunque se considera un campo científico relativamente nuevo, [2] el término "biología química" se ha utilizado desde principios del siglo XX, [3] y tiene sus raíces en los descubrimientos científicos de principios del siglo XIX. El término "biología química" se remonta a una aparición temprana en un libro publicado por Alonzo E. Taylor en 1907 titulado "Sobre la fermentación", [4] y se utilizó posteriormente en el artículo de John B. Leathes de 1930 titulado "El discurso de Harveian sobre el nacimiento de la biología química". [5] Sin embargo, no está claro cuándo se utilizó el término por primera vez. [3]

La síntesis de urea de Friedrich Wöhler en 1828 es un ejemplo temprano de la aplicación de la química sintética al avance de la biología. [6] Demostró que los compuestos biológicos podían sintetizarse con materiales de partida inorgánicos y debilitó la noción previa de vitalismo , o que se requería una fuente "viva" para producir compuestos orgánicos. [7] [8] El trabajo de Wöhler a menudo se considera instrumental en el desarrollo de la química orgánica y la síntesis de productos naturales , los cuales juegan un papel importante en la biología química moderna. [9]

El trabajo de Friedrich Miescher a finales del siglo XIX investigando el contenido celular de los leucocitos humanos condujo al descubrimiento de la "nucleína", que más tarde sería rebautizada como ADN. [6] Después de aislar la nucleína del núcleo de los leucocitos mediante digestión con proteasas, Miescher utilizó técnicas químicas como el análisis elemental y las pruebas de solubilidad para determinar la composición de la nucleína. [10] Este trabajo sentaría las bases para el descubrimiento de Watson y Crick de la estructura de doble hélice del ADN. [10] [11]

El creciente interés por la biología química ha dado lugar a la aparición de varias revistas dedicadas a este campo. Nature Chemical Biology , creada en 2005, [12] y ACS Chemical Biology , creada en 2006, [13] son ​​dos de las revistas más conocidas en este campo, con factores de impacto de 14,8 [14] y 4,0 [15] respectivamente.   

Premios Nobel de biología química

Áreas de investigación

Glicobiología

Ejemplo de ácido siálico , una molécula comúnmente estudiada en glicobiología.

La glicobiología es el estudio de la estructura y función de los carbohidratos . [23] Mientras que el ADN , el ARN y las proteínas están codificados a nivel genético, los carbohidratos no están codificados directamente a partir del genoma y, por lo tanto, requieren diferentes herramientas para su estudio. [24] Al aplicar principios químicos a la glicobiología, se pueden desarrollar nuevos métodos para analizar y sintetizar carbohidratos. [25] Por ejemplo, se pueden suministrar a las células variantes sintéticas de azúcares naturales para investigar su función. El grupo de investigación de Carolyn Bertozzi ha desarrollado métodos para hacer reaccionar moléculas de manera específica en la superficie de las células a través de azúcares sintéticos. [26]

Química combinatoria

El proceso de selección de un receptor en química combinatoria.

La química combinatoria implica la síntesis simultánea de una gran cantidad de compuestos relacionados para un análisis de alto rendimiento. [27] Los biólogos químicos pueden utilizar los principios de la química combinatoria para sintetizar compuestos farmacológicos activos y maximizar la eficiencia de la detección. [28] De manera similar, estos principios se pueden utilizar en áreas de investigación agrícola y alimentaria, específicamente en la síntesis de productos no naturales y en la generación de nuevos inhibidores enzimáticos. [29]

Síntesis de péptidos

Síntesis de péptidos en fase sólida .

La síntesis química de proteínas es una herramienta valiosa en biología química, ya que permite la introducción de aminoácidos no naturales, así como la incorporación específica de residuos de " modificaciones postraduccionales ", como la fosforilación , la glicosilación , la acetilación e incluso la ubiquitinación . [30] Estas propiedades son valiosas para los biólogos químicos, ya que los aminoácidos no naturales se pueden utilizar para investigar y alterar la funcionalidad de las proteínas, mientras que las modificaciones postraduccionales son ampliamente conocidas por regular la estructura y la actividad de las proteínas. [31] Aunque se han desarrollado técnicas estrictamente biológicas para lograr estos fines, la síntesis química de péptidos a menudo tiene una barrera técnica y práctica menor para obtener pequeñas cantidades de la proteína deseada. [32]

Para crear cadenas polipeptídicas del tamaño de proteínas con los pequeños fragmentos peptídicos creados por síntesis, los biólogos químicos pueden utilizar el proceso de ligadura química nativa . [33] La ligadura química nativa implica el acoplamiento de un tioéster C-terminal y un residuo de cisteína N-terminal, lo que finalmente da como resultado la formación de un enlace amida "nativo". [34] Otras estrategias que se han utilizado para la ligadura de fragmentos peptídicos utilizando la química de transferencia de acilo introducida por primera vez con la ligadura química nativa incluyen la ligadura de proteínas expresadas , [35] técnicas de sulfuración/desulfuración, [36] y el uso de auxiliares de tiol removibles. [37]

Técnicas de enriquecimiento para proteómica

Los biólogos químicos trabajan para mejorar la proteómica mediante el desarrollo de estrategias de enriquecimiento, etiquetas de afinidad química y nuevas sondas. Las muestras para proteómica a menudo contienen muchas secuencias de péptidos y la secuencia de interés puede estar altamente representada o ser de baja abundancia, lo que crea una barrera para su detección. Los métodos de biología química pueden reducir la complejidad de la muestra mediante el enriquecimiento selectivo utilizando cromatografía de afinidad . Esto implica apuntar a un péptido con una característica distintiva como una etiqueta de biotina o una modificación postraduccional . [38] Se han desarrollado métodos que incluyen el uso de anticuerpos, lectinas para capturar glicoproteínas e iones metálicos inmovilizados para capturar péptidos fosforilados y sustratos enzimáticos para capturar enzimas seleccionadas.

Sondas enzimáticas

Para investigar la actividad enzimática en contraposición a la proteína total, se han desarrollado reactivos basados ​​en la actividad para marcar la forma enzimáticamente activa de las proteínas (ver Proteómica basada en la actividad ). Por ejemplo, los inhibidores de la serina hidrolasa y la cisteína proteasa se han convertido en inhibidores suicidas . [39] Esta estrategia mejora la capacidad de analizar selectivamente constituyentes de baja abundancia a través de la orientación directa. [40] La actividad enzimática también se puede monitorear a través del sustrato convertido. [41] La identificación de sustratos enzimáticos es un problema de dificultad significativa en proteómica y es vital para la comprensión de las vías de transducción de señales en las células. Un método que se ha desarrollado utiliza quinasas "sensibles a análogos" para marcar sustratos utilizando un análogo de ATP no natural, lo que facilita la visualización e identificación a través de un identificador único. [42]

Utilizando la biología

Muchos programas de investigación también se centran en el empleo de biomoléculas naturales para realizar tareas biológicas o para respaldar un nuevo método químico. En este sentido, los investigadores de biología química han demostrado que el ADN puede servir como plantilla para la química sintética, las proteínas autoensamblables pueden servir como andamiaje estructural para nuevos materiales y el ARN puede desarrollarse in vitro para producir una nueva función catalítica. Además, las pequeñas moléculas sintéticas heterobifuncionales (de dos caras) como los dimerizadores o PROTAC unen dos proteínas dentro de las células, lo que puede inducir sintéticamente nuevas funciones biológicas importantes, como la degradación dirigida de proteínas. [43]

Evolución dirigida

Un objetivo principal de la ingeniería de proteínas es el diseño de nuevos péptidos o proteínas con una estructura y actividad química deseadas. [44] Debido a que nuestro conocimiento de la relación entre la secuencia primaria, la estructura y la función de las proteínas es limitado, el diseño racional de nuevas proteínas con actividades diseñadas es extremadamente desafiante. [45] En la evolución dirigida , se pueden utilizar ciclos repetidos de diversificación genética seguidos de un proceso de selección o cribado para imitar la selección natural en el laboratorio para diseñar nuevas proteínas con una actividad deseada. [46]

Existen varios métodos para crear grandes bibliotecas de variantes de secuencia. Entre los más utilizados se encuentran someter el ADN a radiación UV o mutágenos químicos , PCR propensa a errores , codones degenerados o recombinación . [47] [48] Una vez que se crea una gran biblioteca de variantes, se utilizan técnicas de selección o cribado para encontrar mutantes con un atributo deseado. Las técnicas de selección/cribado comunes incluyen FACS , [49] visualización de ARNm , [50] visualización de fagos y compartimentación in vitro . [51] Una vez que se encuentran variantes útiles, su secuencia de ADN se amplifica y se somete a rondas adicionales de diversificación y selección.

El desarrollo de métodos de evolución dirigida fue reconocido en 2018 con la concesión del Premio Nobel de Química a Frances Arnold por la evolución de enzimas, y a George Smith y Gregory Winter por la presentación de fagos. [52]

Reacciones bioortogonales

Para etiquetar con éxito una molécula de interés es necesaria la funcionalización específica de esa molécula para que reaccione de forma quimioespecífica con una sonda óptica. Para que un experimento de etiquetado se considere robusto, esa funcionalización debe perturbar mínimamente el sistema. Desafortunadamente, estos requisitos suelen ser difíciles de cumplir. Muchas de las reacciones que normalmente están disponibles para los químicos orgánicos en el laboratorio no están disponibles en los sistemas vivos. [53] Las reacciones sensibles al agua y al redox no se llevarían a cabo, los reactivos propensos al ataque nucleofílico no ofrecerían quimioespecificidad y cualquier reacción con grandes barreras cinéticas no encontraría suficiente energía en el entorno de temperatura relativamente baja de una célula viva. [54] Por lo tanto, los químicos han desarrollado recientemente un panel de química bioortogonal que procede de forma quimioespecífica, a pesar del entorno de materiales reactivos distractores in vivo .

El acoplamiento de una sonda a una molécula de interés debe ocurrir dentro de un marco de tiempo razonablemente corto; [55] por lo tanto, la cinética de la reacción de acoplamiento debe ser altamente favorable. La química de clic es muy adecuada para llenar este nicho, ya que las reacciones de clic son rápidas, espontáneas, selectivas y de alto rendimiento. Desafortunadamente, la "reacción de clic" más famosa, una cicloadición [3+2] entre una azida y un alquino acíclico , está catalizada por cobre, lo que plantea un serio problema para su uso in vivo debido a la toxicidad del cobre. Para evitar la necesidad de un catalizador, el laboratorio de Carolyn R. Bertozzi introdujo una tensión inherente en la especie de alquino mediante el uso de un alquino cíclico. En particular, el ciclooctino reacciona con las moléculas de azido con un vigor distintivo.

Descubrimiento de biomoléculas mediante metagenómica

Los avances en las tecnologías de secuenciación modernas a finales de los años 1990 permitieron a los científicos investigar el ADN de comunidades de organismos en sus entornos naturales ("eDNA"), sin cultivar especies individuales en el laboratorio. Este enfoque metagenómico permitió a los científicos estudiar una amplia selección de organismos que anteriormente no estaban caracterizados debido en parte a una condición de crecimiento incompetente. Las fuentes de eDNA incluyen suelos , océanos, subsuelos , aguas termales , fuentes hidrotermales , casquetes polares , hábitats hipersalinos y entornos de pH extremo. [56] De las muchas aplicaciones de la metagenómica, investigadores como Jo Handelsman , Jon Clardy y Robert M. Goodman exploraron enfoques metagenómicos hacia el descubrimiento de moléculas biológicamente activas como los antibióticos . [57]

Descripción general de los métodos metagenómicos
Descripción general de los métodos metagenómicos

Se han utilizado estrategias de detección funcional o de homología para identificar genes que producen pequeñas moléculas bioactivas. Los estudios metagenómicos funcionales están diseñados para buscar fenotipos específicos que estén asociados con moléculas con características específicas. Por otro lado, los estudios metagenómicos de homología están diseñados para examinar genes con el fin de identificar secuencias conservadas que previamente se asociaron con la expresión de moléculas biológicamente activas. [58]

Los estudios metagenómicos funcionales permiten el descubrimiento de nuevos genes que codifican moléculas biológicamente activas. Estos ensayos incluyen ensayos de superposición de agar superior donde los antibióticos generan zonas de inhibición del crecimiento contra los microbios de prueba y ensayos de pH que pueden detectar cambios de pH debido a moléculas recién sintetizadas utilizando un indicador de pH en una placa de agar . [59] El cribado de expresión génica inducida por sustrato (SIGEX), un método para detectar la expresión de genes que son inducidos por compuestos químicos, también se ha utilizado para buscar genes con funciones específicas. [59] Los estudios metagenómicos basados ​​en homología han llevado a un rápido descubrimiento de genes que tienen secuencias homólogas a los genes previamente conocidos que son responsables de la biosíntesis de moléculas biológicamente activas. Tan pronto como se secuencian los genes, los científicos pueden comparar miles de genomas bacterianos simultáneamente. [58] La ventaja sobre los ensayos metagenómicos funcionales es que los estudios metagenómicos de homología no requieren un sistema de organismo huésped para expresar los metagenomas, por lo que este método puede ahorrar potencialmente el tiempo dedicado al análisis de genomas no funcionales. Esto también condujo al descubrimiento de varias proteínas y moléculas pequeñas nuevas. [60] Además, un examen in silico del Global Ocean Metagenomic Survey encontró 20 nuevas ciclasas de lantibióticos . [61]

Quinasas

La modificación postraduccional de proteínas con grupos fosfato por quinasas es un paso regulador clave en todos los sistemas biológicos. Los eventos de fosforilación, ya sea fosforilación por quinasas de proteínas o desfosforilación por fosfatasas , resultan en la activación o desactivación de proteínas. Estos eventos tienen un impacto en la regulación de las vías fisiológicas, lo que hace que la capacidad de diseccionar y estudiar estas vías sea fundamental para comprender los detalles de los procesos celulares. Existe una serie de desafíos, a saber, el gran tamaño del fosfoproteoma, la naturaleza fugaz de los eventos de fosforilación y las limitaciones físicas relacionadas con las técnicas biológicas y bioquímicas clásicas, que han limitado el avance del conocimiento en esta área. [62]

Mediante el uso de moduladores de moléculas pequeñas de las quinasas proteínicas, los biólogos químicos han adquirido una mejor comprensión de los efectos de la fosforilación proteica. Por ejemplo, los inhibidores selectivos y no selectivos de las quinasas, como una clase de compuestos de piridinilimidazol [63] son ​​potentes inhibidores útiles en la disección de las vías de señalización de las quinasas MAP . Estos compuestos de piridinilimidazol funcionan dirigiéndose al bolsillo de unión de ATP . Aunque este enfoque, así como enfoques relacionados, [64] [65] con ligeras modificaciones, ha demostrado ser eficaz en varios casos, estos compuestos carecen de la especificidad adecuada para aplicaciones más generales. Otra clase de compuestos, los inhibidores basados ​​en mecanismos, combina el conocimiento de la enzimología de las quinasas con motivos de inhibición utilizados anteriormente. Por ejemplo, un "análogo bisustrato" inhibe la acción de las quinasas uniéndose tanto al bolsillo de unión de ATP conservado como a un sitio de reconocimiento de proteína/péptido en la quinasa específica. [66] Los grupos de investigación también utilizaron análogos de ATP como sondas químicas para estudiar las quinasas e identificar sus sustratos. [67] [68] [69]

El desarrollo de nuevos medios químicos para incorporar aminoácidos fosfomiméticos en proteínas ha proporcionado información importante sobre los efectos de los eventos de fosforilación. Los eventos de fosforilación se han estudiado típicamente mutando un sitio de fosforilación identificado ( serina , treonina o tirosina ) a un aminoácido, como la alanina , que no puede ser fosforilado. Sin embargo, estas técnicas vienen con limitaciones y los biólogos químicos han desarrollado formas mejoradas de investigar la fosforilación de proteínas. Al instalar fosfoserina, fosfotreonina o imitadores de fosfonatos análogos en proteínas nativas, los investigadores pueden realizar estudios in vivo para investigar los efectos de la fosforilación al extender la cantidad de tiempo en que ocurre un evento de fosforilación mientras se minimizan los efectos a menudo desfavorables de las mutaciones. La ligadura de proteínas expresadas ha demostrado ser una técnica exitosa para producir sintéticamente proteínas que contienen moléculas fosfomiméticas en cualquiera de los extremos. [70] Además, los investigadores han utilizado mutagénesis de aminoácidos no naturales en sitios específicos dentro de una secuencia de péptidos. [71] [72]

Los avances en biología química también han mejorado las técnicas clásicas de obtención de imágenes de la acción de las quinasas. Por ejemplo, el desarrollo de biosensores peptídicos (péptidos que contienen fluoróforos incorporados) mejoró la resolución temporal de los ensayos de unión in vitro. [73] Una de las técnicas más útiles para estudiar la acción de las quinasas es la transferencia de energía por resonancia de fluorescencia (FRET) . Para utilizar la FRET en estudios de fosforilación, las proteínas fluorescentes se acoplan tanto a un dominio de unión de fosfoaminoácidos como a un péptido que se puede fosforilar. Tras la fosforilación o desfosforilación de un péptido sustrato, se produce un cambio conformacional que da como resultado un cambio en la fluorescencia. [74] La FRET también se ha utilizado en conjunto con la microscopía de imágenes de vida útil de fluorescencia (FLIM) [75] o anticuerpos conjugados con fluorescencia y citometría de flujo [76] para proporcionar resultados cuantitativos con excelente resolución temporal y espacial.

Fluorescencia biológica

Los biólogos químicos a menudo estudian las funciones de las macromoléculas biológicas utilizando técnicas de fluorescencia . La ventaja de la fluorescencia frente a otras técnicas reside en su alta sensibilidad, no invasividad, detección segura y capacidad para modular la señal de fluorescencia. En los últimos años, el descubrimiento de la proteína fluorescente verde (GFP) por Roger Y. Tsien y otros, los sistemas híbridos y los puntos cuánticos han permitido evaluar la ubicación y la función de las proteínas con mayor precisión. [77] Se utilizan tres tipos principales de fluoróforos: pequeños colorantes orgánicos, proteínas fluorescentes verdes y puntos cuánticos . Los pequeños colorantes orgánicos suelen tener menos de 1 kDa y se han modificado para aumentar la fotoestabilidad y el brillo, y reducir el autoextinción. Los puntos cuánticos tienen longitudes de onda muy nítidas, alta absortividad molar y rendimiento cuántico. Tanto los colorantes orgánicos como los colorantes cuánticos no tienen la capacidad de reconocer la proteína de interés sin la ayuda de anticuerpos, por lo que deben utilizar inmunomarcaje . Las proteínas fluorescentes están codificadas genéticamente y se pueden fusionar con la proteína de interés. Otra técnica de marcaje genético es el sistema tetracisteína biarsenical, que requiere la modificación de la secuencia diana que incluye cuatro cisteínas, que se une a moléculas biarsenicales permeables a la membrana, los colorantes verde y rojo "FlAsH" y "ReAsH", con afinidad picomolar. Tanto las proteínas fluorescentes como la tetracisteína biarsenical pueden expresarse en células vivas, pero presentan importantes limitaciones en la expresión ectópica y podrían causar una pérdida de función.

Las técnicas de fluorescencia se han utilizado para evaluar una serie de dinámicas proteicas, incluyendo el seguimiento de proteínas, cambios conformacionales, interacciones proteína-proteína, síntesis y recambio proteico, y actividad enzimática, entre otros. Tres enfoques generales para medir la redistribución y difusión neta de proteínas son el seguimiento de partículas individuales, la espectroscopia de correlación y los métodos de fotomarcado. En el seguimiento de partículas individuales, la molécula individual debe ser lo suficientemente brillante y dispersa para ser rastreada de un video a otro. La espectroscopia de correlación analiza las fluctuaciones de intensidad resultantes de la migración de objetos fluorescentes dentro y fuera de un pequeño volumen en el foco de un láser. En el fotomarcado, una proteína fluorescente puede ser desactivada en un área subcelular con el uso de iluminación local intensa y el destino de la molécula marcada puede ser visualizado directamente. Michalet y colaboradores utilizaron puntos cuánticos para el seguimiento de partículas individuales utilizando puntos cuánticos de biotina en células HeLa. [78] Una de las mejores formas de detectar cambios conformacionales en proteínas es etiquetar la proteína de interés con dos fluoróforos cercanos. La FRET responderá a los cambios conformacionales internos que resultan de la reorientación de un fluoróforo con respecto al otro. También se puede utilizar la fluorescencia para visualizar la actividad enzimática, normalmente mediante una proteómica basada en la actividad extinguida (qABP). La unión covalente de un qABP al sitio activo de la enzima diana proporcionará evidencia directa sobre si la enzima es responsable de la señal tras la liberación del extinguidor y la recuperación de la fluorescencia. [79]

Educación en biología química

Educación de pregrado

A pesar del aumento de la investigación biológica en los departamentos de química, faltan intentos de integrar la biología química en los programas de grado. [80] Por ejemplo, aunque la Sociedad Química Estadounidense (ACS) exige que los cursos básicos de una licenciatura en química incluyan bioquímica, no se requiere ningún otro curso de química relacionado con la biología. [81]

Aunque no suele ser necesario cursar un curso de biología química para obtener un título universitario de grado en química, muchas universidades ofrecen ahora cursos introductorios de biología química para sus estudiantes universitarios. La Universidad de Columbia Británica, por ejemplo, ofrece un curso de cuarto año de biología química sintética. [82]

Véase también

Referencias

  1. ^ Schreiber SL (julio de 2005). «Pequeñas moléculas: el eslabón perdido en el dogma central». Nature Chemical Biology . 1 (2): 64–66. doi :10.1038/nchembio0705-64. PMID  16407997. S2CID  14399359.
  2. ^ ab Miller A, Tanner J (2008). Fundamentos de biología química: Estructura y dinámica de macromoléculas biológicas . Inglaterra: John Wiley & Sons, Ltd., págs. vi–x. ISBN 978-0-470-84530-1.
  3. ^ ab Hricovini M, Jampilek J (febrero de 2023). "Química hacia la biología". Revista internacional de ciencias moleculares . 24 (4): 3998. doi : 10.3390/ijms24043998 . PMC 9960482 . PMID  36835407. 
  4. ^ Taylor AE (1907). Sobre la fermentación . 8. Vol. 1. University Press.
  5. ^ Leathes JB (octubre de 1930). "El discurso de Harve sobre EL NACIMIENTO DE LA BIOLOGÍA QUÍMICA". British Medical Journal . 2 (3642): 671–676. doi :10.1136/bmj.2.3642.671. PMC 2451377 . PMID  20775787. 
  6. ^ ab Morrison KL, Weiss GA (enero de 2006). "Los orígenes de la biología química". Nature Chemical Biology . 2 (1): 3–6. doi :10.1038/nchembio0106-3. PMID  16408079. S2CID  8427286.
  7. ^ Ramberg PJ (noviembre de 2000). "La muerte del vitalismo y el nacimiento de la química orgánica: la síntesis de urea de Wohler y la identidad disciplinaria de la química orgánica". Ambix . 47 (3): 170–195. doi :10.1179/amb.2000.47.3.170. PMID  11640223. S2CID  44613876.
  8. ^ Kinne-Saffran E, Kinne RK (1999). "Vitalismo y síntesis de urea. De Friedrich Wöhler a Hans A. Krebs". Revista Estadounidense de Nefrología . 19 (2): 290–4. doi :10.1159/000013463. PMID  10213830. S2CID  71727190.
  9. ^ Hong J (agosto de 2014). "Síntesis de productos naturales en la interfaz de la química y la biología". Química . 20 (33): 10204–10212. doi :10.1002/chem.201402804. PMC 4167019 . PMID  25043880. 
  10. ^ ab Dahm R (enero de 2008). "Descubrimiento del ADN: Friedrich Miescher y los primeros años de investigación de los ácidos nucleicos". Human Genetics . 122 (6): 565–581. doi :10.1007/s00439-007-0433-0. PMID  17901982. S2CID  915930.
  11. ^ Dahm R (febrero de 2005). "Friedrich Miescher y el descubrimiento del ADN". Biología del desarrollo . 278 (2): 274–288. doi :10.1016/j.ydbio.2004.11.028. PMID  15680349.
  12. ^ "Catálogo LC - Información del ítem (registro completo)". catalog.loc.gov . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  13. ^ "Catálogo LC - Información del artículo (registro completo)". catalog.loc.gov . OCLC  58045378 . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  14. ^ "Journal Metrics | Nature Chemical Biology" (Métricas de revistas | Nature Chemical Biology) en www.nature.com . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  15. ^ "Acerca de la revista". Publicaciones de la ACS . Consultado el 5 de noviembre de 2023 .
  16. ^ ab «El Premio Nobel de Química 1980». NobelPrize.org . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  17. ^ ab «El Premio Nobel de Química 1993». NobelPrize.org . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  18. ^ "El Premio Nobel de Química 2009". NobelPrize.org . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  19. ^ "El Premio Nobel de Química 2012". NobelPrize.org . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  20. ^ "El Premio Nobel de Química 2018". NobelPrize.org . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  21. ^ "El Premio Nobel de Química 2020". NobelPrize.org . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  22. ^ ab «El Premio Nobel de Química 2022». NobelPrize.org . Consultado el 6 de noviembre de 2023 .
  23. ^ Dwek RA (marzo de 1996). "Glicobiología: hacia la comprensión de la función de los azúcares". Chemical Reviews . 96 (2): 683–720. doi :10.1021/cr940283b. PMID  11848770.
  24. ^ Springer SA, Gagneux P (marzo de 2016). "Glicómica: revelando la ecología dinámica y la evolución de las moléculas de azúcar". Journal of Proteomics . 135 : 90–100. doi :10.1016/j.jprot.2015.11.022. PMC 4762723 . PMID  26626628. 
  25. ^ Wu CY, Wong CH (junio de 2011). "Química y glicobiología". Chemical Communications . 47 (22): 6201–6207. doi :10.1039/c0cc04359a. PMID  21503322.
  26. ^ "Grupo Bertozzi". Grupo Bertozzi . Consultado el 4 de diciembre de 2023 .
  27. ^ Liu R, Li X, Lam KS (junio de 2017). "Química combinatoria en el descubrimiento de fármacos". Current Opinion in Chemical Biology . 38 : 117–126. doi :10.1016/j.cbpa.2017.03.017. PMC 5645069 . PMID  28494316. 
  28. ^ Kennedy JP, Williams L, Bridges TM, Daniels RN, Weaver D, Lindsley CW (1 de mayo de 2008). "Aplicación de la ciencia de la química combinatoria en el descubrimiento de fármacos modernos". Journal of Combinatorial Chemistry . 10 (3): 345–354. doi :10.1021/cc700187t. PMID  18220367.
  29. ^ Wong D, Robertson G (diciembre de 2004). "Aplicación de la química y la biología combinatorias a la investigación alimentaria". Journal of Agricultural and Food Chemistry . 52 (24): 7187–7198. doi :10.1021/jf040140i. PMID  15563194.
  30. ^ Ramazi S, Zahiri J (abril de 2021). "Modificaciones postraduccionales en proteínas: recursos, herramientas y métodos de predicción". Base de datos . 2021 . doi :10.1093/database/baab012. PMC 8040245 . PMID  33826699. 
  31. ^ Adhikari A, Bhattarai BR, Aryal A, Thapa N, Kc P, Adhikari A, et al. (noviembre de 2021). "Reprogramación de proteínas naturales utilizando aminoácidos no naturales". RSC Advances . 11 (60): 38126–38145. Bibcode :2021RSCAd..1138126A. doi :10.1039/D1RA07028B. PMC 9044140 . PMID  35498070. 
  32. ^ Chandrudu S, Simerska P, Toth I (abril de 2013). "Métodos químicos para la producción de péptidos y proteínas". Moléculas . 18 (4): 4373–4388. doi : 10.3390/molecules18044373 . PMC 6270108 . PMID  23584057. 
  33. ^ Cistrone PA, Bird MJ, Flood DT, Silvestri AP, Hintzen JC, Thompson DA, Dawson PE (marzo de 2019). "Ligación química nativa de péptidos y proteínas". Protocolos actuales en biología química . 11 (1): e61. doi :10.1002/cpch.61. PMC 6384150. PMID  30645048 . 
  34. ^ Hermanson GT (enero de 2013). "Capítulo 3: Las reacciones de la bioconjugación". En Hermanson GT (ed.). Técnicas de bioconjugación (tercera edición). Boston: Academic Press. págs. 229-258. doi :10.1016/b978-0-12-382239-0.00003-0. ISBN 978-0-12-382239-0.
  35. ^ Muir TW, Sondhi D, Cole PA (junio de 1998). "Ligamentación de proteínas expresadas: un método general para la ingeniería de proteínas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 95 (12): 6705–6710. Bibcode :1998PNAS...95.6705M. doi : 10.1073/pnas.95.12.6705 . PMC 22605 . PMID  9618476. 
  36. ^ Jin K, Li T, Chow HY, Liu H, Li X (noviembre de 2017). "Desulfuración de PB: un método que permite la síntesis química de proteínas y la deuteración específica del sitio". Angewandte Chemie . 56 (46): 14607–14611. doi :10.1002/anie.201709097. PMID  28971554.
  37. ^ Nilsson BL, Soellner MB, Raines RT (1 de junio de 2005). "Síntesis química de proteínas". Revisión anual de biofísica y estructura biomolecular . 34 (1): 91–118. doi :10.1146/annurev.biophys.34.040204.144700. PMC 2845543. PMID 15869385  . 
  38. ^ Zhao Y, Jensen ON (octubre de 2009). "Proteómica específica de modificación: estrategias para la caracterización de modificaciones postraduccionales utilizando técnicas de enriquecimiento". Proteómica . 9 (20): 4632–4641. doi :10.1002/pmic.200900398. PMC 2892724 . PMID  19743430. 
  39. ^ López-Otín C, General CM (julio 2002). "Degradómica de proteasas: un nuevo reto para la proteómica". Nature Reviews. Molecular Cell Biology . 3 (7): 509–519. doi :10.1038/nrm858. PMID  12094217. S2CID  7586786.
  40. ^ Adam GC, Cravatt BF, Sorensen EJ (enero de 2001). "Perfilado de la reactividad específica del proteoma con sondas no dirigidas basadas en la actividad". Química y biología . 8 (1): 81–95. doi : 10.1016/S1074-5521(00)90060-7 . PMID  11182321.
  41. ^ Turecek F (enero de 2002). "Espectrometría de masas en acoplamiento con captura-liberación por afinidad y etiquetas de afinidad codificadas por isótopos para el análisis cuantitativo de proteínas". Journal of Mass Spectrometry . 37 (1): 1–14. Bibcode :2002JMSp...37....1T. doi :10.1002/jms.275. PMID  11813306.
  42. ^ Blethrow J, Zhang C, Shokat KM, Weiss EL (mayo de 2004). "Diseño y uso de proteínas quinasas sensibles a análogos". Protocolos actuales en biología molecular . Capítulo 18: Unidad 18.11. doi :10.1002/0471142727.mb1811s66. PMID  18265343. S2CID  25869680.
  43. ^ Cermakova K, Hodges HC (agosto de 2018). "Fármacos y sondas de próxima generación para la biología de la cromatina: desde la degradación de proteínas dirigida a la separación de fases". Moléculas . 23 (8): 1958. doi : 10.3390/molecules23081958 . PMC 6102721 . PMID  30082609. 
  44. ^ Dhanjal JK, Malik V, Radhakrishnan N, Sigar M, Kumari A, Sundar D (enero de 2019). "Enfoques de ingeniería de proteínas computacional para el diseño efectivo de nuevas moléculas". En Ranganathan S, Gribskov M, Nakai K, Schönbach C (eds.). Enciclopedia de bioinformática y biología computacional . Oxford: Academic Press. págs. 631–643. doi :10.1016/b978-0-12-809633-8.20150-7. ISBN . 978-0-12-811432-2. S2CID  196001607 . Consultado el 6 de diciembre de 2023 .
  45. ^ Kuhlman B, Bradley P (noviembre de 2019). "Avances en la predicción y el diseño de la estructura de proteínas". Nature Reviews. Molecular Cell Biology . 20 (11): 681–697. doi :10.1038/s41580-019-0163-x. PMC 7032036 . PMID  31417196. 
  46. ^ Jäckel C, Kast P, Hilvert D (2008). "Diseño de proteínas mediante evolución dirigida". Revista anual de biofísica . 37 : 153–173. doi :10.1146/annurev.biophys.37.032807.125832. PMID  18573077.
  47. ^ Taylor SV, Walter KU, Kast P, Hilvert D (septiembre de 2001). "Búsqueda de catalizadores proteicos en el espacio de secuencias". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 98 (19): 10596–10601. Bibcode :2001PNAS...9810596T. doi : 10.1073/pnas.191159298 . PMC 58511 . PMID  11535813. 
  48. ^ Bittker JA, Le BV, Liu JM, Liu DR (mayo de 2004). "Evolución dirigida de enzimas proteicas mediante recombinación aleatoria no homóloga". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 101 (18): 7011–7016. Bibcode :2004PNAS..101.7011B. doi : 10.1073/pnas.0402202101 . PMC 406457 . PMID  15118093. 
  49. ^ Aharoni A, Griffiths AD, Tawfik DS (abril de 2005). "Exámenes y selecciones de alto rendimiento de genes codificadores de enzimas". Current Opinion in Chemical Biology . 9 (2): 210–216. doi :10.1016/j.cbpa.2005.02.002. PMID  15811807.
  50. ^ Wilson DS, Keefe AD, Szostak JW (marzo de 2001). "El uso de la visualización del ARNm para seleccionar péptidos de alta afinidad que se unen a proteínas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 98 (7): 3750–3755. Bibcode :2001PNAS...98.3750W. doi : 10.1073/pnas.061028198 . PMC 31124 . PMID  11274392. 
  51. ^ Tawfik DS, Griffiths AD (julio de 1998). "Compartimentos artificiales similares a células para la evolución molecular". Nature Biotechnology . 16 (7): 652–656. doi :10.1038/nbt0798-652. PMID  9661199. S2CID  25527137.
  52. ^ "El Premio Nobel de Química 2018". NobelPrize.org . Consultado el 3 de octubre de 2018 .
  53. ^ Jonsson AL, Roberts MA, Kiappes JL, Scott KA (octubre de 2017). "Química esencial para bioquímicos". Ensayos en bioquímica . 61 (4): 401–427. doi :10.1042/EBC20160094. PMC 5869253 . PMID  28951470. 
  54. ^ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). "Catálisis y uso de energía por las células". Biología molecular de la célula (4.ª ed.). Garland Science . Consultado el 6 de diciembre de 2023 .
  55. ^ Chen K, Chen X (2010). "Diseño y desarrollo de sondas de imágenes moleculares". Temas actuales en química medicinal . 10 (12): 1227–1236. doi :10.2174/156802610791384225. PMC 3632640 . PMID  20388106. 
  56. ^ Keller M, Zengler K (febrero de 2004). "Aprovechando la diversidad microbiana". Nature Reviews. Microbiology . 2 (2): 141–150. doi :10.1038/nrmicro819. PMID  15040261. S2CID  11512358.
  57. ^ Handelsman J, Rondon MR, Brady SF, Clardy J, Goodman RM (octubre de 1998). "Acceso biológico molecular a la química de microbios desconocidos del suelo: una nueva frontera para los productos naturales". Química y biología . 5 (10): R245–R249. doi : 10.1016/S1074-5521(98)90108-9 . PMID  9818143.
  58. ^ ab Banik JJ, Brady SF (octubre de 2010). "Aplicación reciente de enfoques metagenómicos hacia el descubrimiento de antimicrobianos y otras moléculas pequeñas bioactivas". Current Opinion in Microbiology . 13 (5): 603–609. doi :10.1016/j.mib.2010.08.012. PMC 3111150 . PMID  20884282. 
  59. ^ ab Daniel R (junio de 2005). "La metagenómica del suelo". Nature Reviews. Microbiology . 3 (6): 470–478. doi :10.1038/nrmicro1160. PMID  15931165. S2CID  32604394.
  60. ^ Bunterngsook B, Kanokratana P, Thongaram T, Tanapongpipat S, Uengwetwanit T, Rachdawong S, et al. (2010). "Identificación y caracterización de enzimas lipolíticas de un metagenoma del suelo de un bosque pantanoso". Biociencia, biotecnología y bioquímica . 74 (9): 1848–1854. doi : 10.1271/bbb.100249 . PMID  20834152.
  61. ^ Li B, Sher D, Kelly L, Shi Y, Huang K, Knerr PJ, et al. (junio de 2010). "Promiscuidad catalítica en la biosíntesis de metabolitos secundarios de péptidos cíclicos en cianobacterias marinas planctónicas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 107 (23): 10430–10435. Bibcode :2010PNAS..10710430L. doi : 10.1073/pnas.0913677107 . PMC 2890784 . PMID  20479271. 
  62. ^ Tarrant MK, Cole PA (2009). "La biología química de la fosforilación de proteínas". Revista anual de bioquímica . 78 : 797–825. doi :10.1146/annurev.biochem.78.070907.103047. PMC 3074175 . PMID  19489734. 
  63. ^ Wilson KP, McCaffrey PG, Hsiao K, Pazhanisamy S, Galullo V, Bemis GW, et al. (junio de 1997). "La base estructural de la especificidad de los inhibidores de piridinilimidazol de la quinasa p38 MAP". Química y biología . 4 (6): 423–431. doi : 10.1016/S1074-5521(97)90194-0 . PMID  9224565.
  64. ^ Pargellis C, Tong L, Churchill L, Cirillo PF, Gilmore T, Graham AG, et al. (abril de 2002). "Inhibición de la quinasa p38 MAP mediante la utilización de un nuevo sitio de unión alostérico". Nature Structural Biology . 9 (4): 268–272. doi :10.1038/nsb770. PMID  11896401. S2CID  22680843.
  65. ^ Schindler T, Bornmann W, Pellicena P, Miller WT, Clarkson B, Kuriyan J (septiembre de 2000). "Mecanismo estructural de la inhibición de la tirosina quinasa de Abelson por STI-571". Science . 289 (5486): 1938–1942. Bibcode :2000Sci...289.1938S. doi :10.1126/science.289.5486.1938. PMID  10988075. S2CID  957274.
  66. ^ Parang K, Till JH, Ablooglu AJ, Kohanski RA, Hubbard SR, Cole PA (enero de 2001). "Diseño basado en mecanismos de un inhibidor de la proteína quinasa". Nature Structural Biology . 8 (1): 37–41. doi :10.1038/83028. PMID  11135668. S2CID  12994600.
  67. ^ Fouda AE, Pflum MK (agosto de 2015). "Un análogo de ATP permeable a las células para la biotinilación catalizada por quinasas". Angewandte Chemie . 54 (33): 9618–9621. doi :10.1002/anie.201503041. PMC 4551444 . PMID  26119262. 
  68. ^ Senevirathne C, Embogama DM, Anthony TA, Fouda AE, Pflum MK (enero de 2016). "La generalidad de la biotinilación catalizada por quinasas". Química bioorgánica y medicinal . 24 (1): 12–19. doi :10.1016/j.bmc.2015.11.029. PMC 4921744 . PMID  26672511. 
  69. ^ Anthony TM, Dedigama-Arachchige PM, Embogama DM, Faner TR, Fouda AE, Pflum MK (2015). "Análogos de ATP en la investigación de la proteína quinasa". En Kraatz HB, Sanela M (eds.). Kinomics: Approaches and Applications . Wiley. págs. 137–68. doi :10.1002/9783527683031.ch6. ISBN . 978-3-527-68303-1.
  70. ^ Muir TW, Sondhi D, Cole PA (junio de 1998). "Ligamentación de proteínas expresadas: un método general para la ingeniería de proteínas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 95 (12): 6705–6710. Bibcode :1998PNAS...95.6705M. doi : 10.1073/pnas.95.12.6705 . PMC 22605 . PMID  9618476. 
  71. ^ Noren CJ, Anthony-Cahill SJ, Griffith MC, Schultz PG (abril de 1989). "Un método general para la incorporación específica de sitio de aminoácidos no naturales en proteínas". Science . 244 (4901): 182–188. Bibcode :1989Sci...244..182N. doi :10.1126/science.2649980. PMID  2649980.
  72. ^ Wang L, Xie J, Schultz PG (2006). "Expansión del código genético". Revisión anual de biofísica y estructura biomolecular . 35 : 225–249. doi :10.1146/annurev.biophys.35.101105.121507. PMID  16689635.
  73. ^ Sharma V, Wang Q, Lawrence DS (enero de 2008). "Sensores fluorescentes basados ​​en péptidos de la actividad de la proteína quinasa: diseño y aplicaciones". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteínas y proteómica . 1784 (1): 94–99. doi :10.1016/j.bbapap.2007.07.016. PMC 2684651 . PMID  17881302. 
  74. ^ Violin JD, Zhang J, Tsien RY, Newton AC (junio de 2003). "Un reportero fluorescente codificado genéticamente revela fosforilación oscilatoria por la proteína quinasa C". The Journal of Cell Biology . 161 (5): 899–909. doi :10.1083/jcb.200302125. PMC 2172956 . PMID  12782683. 
  75. ^ Verveer PJ, Wouters FS, Reynolds AR, Bastiaens PI (noviembre de 2000). "Imágenes cuantitativas de la propagación de la señal del receptor ErbB1 lateral en la membrana plasmática". Science . 290 (5496): 1567–1570. Bibcode :2000Sci...290.1567V. doi :10.1126/science.290.5496.1567. PMID  11090353.
  76. ^ Müller S, Demotz S, Bulliard C, Valitutti S (junio de 1999). "Cinética y grado de activación de la proteína tirosina quinasa en células T individuales tras estimulación antigénica". Inmunología . 97 (2): 287–293. doi :10.1046/j.1365-2567.1999.00767.x. PMC 2326824 . PMID  10447744. 
  77. ^ Giepmans BN, Adams SR, Ellisman MH, Tsien RY (abril de 2006). "La caja de herramientas fluorescente para evaluar la ubicación y función de las proteínas". Science . 312 (5771): 217–224. Bibcode :2006Sci...312..217G. doi :10.1126/science.1124618. PMID  16614209. S2CID  1288600.
  78. ^ Michalet X, Pinaud FF, Bentolila LA, Tsay JM, Doose S, Li JJ, et al. (enero de 2005). "Puntos cuánticos para células vivas, obtención de imágenes in vivo y diagnósticos". Science . 307 (5709): 538–544. Bibcode :2005Sci...307..538M. doi :10.1126/science.1104274. PMC 1201471 . PMID  15681376. 
  79. ^ Terai T, Nagano T (octubre de 2008). "Sondas fluorescentes para aplicaciones de bioimagen". Current Opinion in Chemical Biology . 12 (5): 515–521. doi :10.1016/j.cbpa.2008.08.007. PMID  18771748.
  80. ^ Begley TP (octubre de 2005). "Biología química: un desafío educativo para los departamentos de química". Nature Chemical Biology . 1 (5): 236–238. doi :10.1038/nchembio1005-236. PMID  16408045. S2CID  30591672.
  81. ^ "Trabajo de curso". Sociedad Química Estadounidense . Consultado el 2 de diciembre de 2023 .
  82. ^ "Química 461: Biología química sintética | Química UBC" www.chem.ubc.ca . Consultado el 2 de diciembre de 2023 .

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