Crédito: Revista de la Sociedad Química Estadounidense (2024) DOI: 10.1021/jacs.4c02934
Investigadores de la Universidad de Texas en El Paso han logrado avances significativos en la comprensión de cómo los nanoplásticos y las sustancias perfluoroalquiladas (PFAS), comúnmente conocidas como sustancias químicas persistentes, alteran la estructura y función de las biomoléculas. El trabajo también muestra que los compuestos pueden alterar las proteínas que se encuentran en la leche materna humana y la fórmula infantil, lo que podría causar problemas de desarrollo posteriores.
Los nanoplásticos y los productos químicos son compuestos artificiales presentes en todo el medio ambiente; Una serie de estudios recientes los han relacionado con una serie de resultados negativos para la salud. Aunque los nanoplásticos se originan principalmente como resultado de la degradación de grandes artículos de plástico, como botellas de agua y envases de alimentos, los químicos se encuentran permanentemente en una variedad de productos como utensilios de cocina y ropa.
El equipo de investigación de UTEP se centró en el impacto de los compuestos en tres proteínas críticas para el desarrollo y la función humana: beta-lactoglobulina, alfa-lactoalbúmina y mioglobina. Sus hallazgos, que proporcionan información a nivel atómico sobre los efectos nocivos de los nanoplásticos y los PFAS en la salud humana, se describen en dos artículos recientes. Revista de la Sociedad Química Estadounidense Y Interfaces y materiales aplicados de ACS.
«Al comprender los mecanismos moleculares de cómo los nanoplásticos y los productos químicos permanentes alteran las funciones celulares, los científicos pueden desarrollar alternativas más seguras a estos materiales», afirmó el profesor Mahesh Narayan, miembro de la Real Sociedad de Química y jefe del departamento. de bioquímica en el Departamento de Química y Bioquímica de UTEP, supervisó dos estudios. «Los conocimientos adquiridos a partir de esta investigación tienen implicaciones de largo alcance».
La investigación de Narayan reveló que, esencialmente, los nanoplásticos y los PFAS «disuelven» completamente una región de proteínas conocidas como hélices alfa, convirtiéndolas en estructuras de láminas beta.
«No esperábamos que todos tuvieran un efecto similar en la hélice alfa», dijo Narayan. «Fue una completa coincidencia». El equipo observó que este cambio también ocurre en las proteínas amiloides, que pueden causar neurodegeneración y resultados neurotóxicos si las sustancias químicas sintetizadas llegan al cerebro.
Crédito: Interfaces y materiales aplicados de ACS (2024) DOI: 10.1021/acsami.4c03008
A continuación se describen otros hallazgos clave del estudio.
Proteína de la leche: beta-lactoglobulina (BLG)
BLG es una proteína que se encuentra en la leche de oveja y vaca y, a menudo, se utiliza como ingrediente en las fórmulas infantiles. La proteína se une al retinol (vitamina A) y a los ácidos grasos y es fundamental para la visión y el desarrollo del cerebro en los bebés.
El equipo de investigación descubrió que la eficacia de unión del BLG al retinol y los ácidos grasos disminuía cuando se exponía a nanoplásticos y PFAS. En el modelo de Lela Vuković, Ph.D., profesora asistente de química y bioquímica, el equipo dijo que esta disminución podría conducir a importantes problemas de desarrollo en los recién nacidos.
Además, por primera vez, el equipo observó que las PFAS se unen a la proteína de la leche, convirtiéndola en un portador de estos compuestos.
Leche materna humana: alfa-lactoalbúmina
La alfa-lactoalbúmina se encuentra en la leche materna, participa en la síntesis de lactosa y es consumida por los lactantes para satisfacer las necesidades nutricionales. Los investigadores de UTEP descubrieron que los nanoplásticos y las PFAS corrompen la estructura de la proteína alfa-lactoalbúmina, comprometiendo potencialmente la formación de lactosa. El equipo dijo que la interrupción podría conducir a defectos de desarrollo posteriores en los recién nacidos, como inmunidad comprometida y absorción reducida de minerales.
Almacenamiento de oxígeno: mioglobina
La mioglobina, que se encuentra en la sangre y el tejido muscular de la mayoría de los mamíferos, es fundamental para almacenar oxígeno. El equipo de investigación de UTEP descubrió que los nanoplásticos y los PFAS comprometen la función de la proteína mioglobina y alteran su capacidad para almacenar oxígeno. Este bloqueo puede provocar problemas de salud como dificultad para respirar y anemia.
Experimentos adicionales realizados por el equipo muestran que la exposición a nanoplásticos afecta la locomoción de los gusanos, con efectos comparables al paraquat, un herbicida conocido por causar la enfermedad de Parkinson.
«Este trabajo tiene el potencial de influir significativamente en las políticas ambientales y de salud pública, destacando el importante papel de la investigación científica para abordar los desafíos globales», dijo Robert Kirken, decano de la Facultad de Ciencias.
«Estoy orgulloso de la investigación innovadora realizada por el Dr. Narayan, el Dr. Vukovic y sus equipos. Su enfoque innovador para comprender cómo estas sustancias artificiales alteran las funciones de las biomoléculas es un ejemplo importante del trabajo transformador que los investigadores de UTEP realizan regularmente. «.
Narayan y su equipo de investigación planean continuar su estudio e investigar los efectos de otros plásticos y compuestos de PFAS.
Más información:
Anju Yadav et al., Una visión atómica y molecular de cómo el PFOA reduce la helicidad α, compromete la unión del sustrato y crea bolsas de unión en una proteína globular modelo. Revista de la Sociedad Química Estadounidense (2024) DOI: 10.1021/jacs.4c02934
Afroz Karim et al., Interacciones entre nanoplásticos y sistemas biológicos: hacia una comprensión atómica y molecular de la dishomeostasis biológica impulsada por los plásticos, Interfaces y materiales aplicados de ACS (2024) DOI: 10.1021/acsami.4c03008
Proporcionado por la Universidad de Texas en El Paso
referencia: Se ha demostrado que los nanoplásticos y los ‘productos químicos permanentes’ alteran las estructuras y la funcionalidad molecular (2024, 11 de julio) Consultado el 12 de julio de 2024 en https://phys.org/news/2024-07-nanoplastics-chemicals-shown-disrupt-molecular.html
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