Biosensores y Biorreconocimiento

La actividad biológica de las biomoléculas se basa en su capacidad de reconocerse entre sí para formar complejos reversibles no covalentes. Cada uno de los miembros de esta unidad persigue alguno de los objetivos que sustentan los procesos de reconocimiento molecular abordando diferentes problemas de interacciones entre biomoléculas con distintos grados de complejidad.

Explorando los mecanismos sobre cómo un elemento de reconocimiento (enzima, proteína, canal iónico, etc.) puede interactuar con macromoléculas, moléculas e iones es posible desarrollar, entre otros, plataformas de biodetección (sensores fluorescentes y biosensores) y biocatálisis, así como sistemas de administración controlada de fármacos.

Las principales líneas de investigación de la unidad son:

– Síntesis, diseño y caracterización de nanopartículas metálicas e híbridas utilizadas como transportadores de biomoléculas y fármacos y su liberación controlada.

– Enzimas en hidrogeles y medios no convencionales como plataformas de biodetección y biocatálisis: aplicaciones en biomedicina y monitorización ambiental.

– Modulación alostérica de canales iónicos modelo y neurorreceptores: papel de los lípidos y fármacos terapéuticos hidrofóbicos (AMODICHAN).

​El grupo explora las interacciones moleculares entre diferentes componentes (biomoléculas, polímeros, nanomateriales/partículas, etc.) en diferentes entornos (medios fisiológicos, disolventes eutécticos profundos, etc.) para ensamblarlos en dispositivos y explotar todo su potencial en aplicaciones como biodetección, administración controlada de fármacos o almacenamiento de biomoléculas.

Líneas de Investigación del Grupo:

– Desarrollo de plataformas fluorescentes para aplicaciones de biodetección.

– Desarrollo de nanomateriales híbridos para aplicaciones biomédicas y medioambientales.

– Caracterización de sistemas biológicos en ambientes confinados y no convencionales.

– Desarrollo de partículas submicrométricas con capacidad de carga ultra alta para el almacenamiento a largo plazo de biomacromoléculas lábiles.

– Diseño de composites de nanopartículas para la administración oral de insulina.

Los canales iónicos son proteínas de membrana presentes en todos los organismos vivos. Se encargan de controlar el flujo de iones en las membranas celulares y de ahí que regulen una gran cantidad de procesos fisiológicos, desde el movimiento de un flagelo a la secreción de hormonas, la expresión genética, el control de la homeostasis, la señalización eléctrica entre neuronas, etc. De hecho, la disfunción de estas proteínas está relacionada con muchas enfermedades como migraña, epilepsia, síndrome QT largo, síndrome de Brugada, hipertermia maligna, y miastenia entre otros. Es por ello que estas macromoléculas son consideradas dianas clave para desarrollar nuevos fármacos para modular su función. Sin embargo, la gran variedad de canales iónicos, tanto en términos de estructura como de función, hacen necesario un diseño racional de fármacos muy selectivos. Para lograr eso, la estructura del canal iónico a tratar ha de ser conocida a nivel atómico, así como correlacionar sus diferentes dominios estructurales con la función que el canal desempeña. En otras palabras, se han de establecer las relaciones estructura-función.

Principales líneas de investigación:

-Descifrar las bases moleculares de la inactivación de los canales iónicos.

–Caracterizar la comunicación alostérica entre las compuertas de los canales iónicos, y evaluar el impacto sobre la misma de mutaciones relacionadas con enfermedades.

–Establecer las bases moleculares de la modulación de los lípidos sobre los canales iónicos, y la posible interferencia de fármacos terapéuticos de naturaleza hidrofóbica.