La biomineralización es el estudio de la formación, estructura y propiedades de los sólidos inorgánicos depositados en sistemas biológicos Los procesos de biomineralización pueden ser de dos tipos, no patológicos que incluye procesos como la formación de dientes, huesos, sensores ópticos y sensores acústicos en seres vivos. Por otro lado, la mineralización patológica, está asociada con la presencia de microcristales, que forman estructuras complejas que contribuyen a daños en tejidos y algunos órganos en seres humanos. _x000D_ _x000D_ En este proyecto se pretende estudiar desde el punto de vista químico estructural tres casos particulares de biomineralización patológica en la interacción molecular entre proteínas y biominerales: la formación de los cálculos renales, los cálculos pancreáticos y los cálculos biliares. Esta investigación se llevará cabo a través de técnicas bioquímicas y de cristalografía por rayos-X y microscopías de fuerza atómica, electrónica de barrido así como microscopía electrónica de emisión de campo, para describir los mecanismos de interacción y reconocimiento químico._x000D_

Los proceso de biomineralización patológica (cálculos renales, pancreáticos y biliares), en la que están implicados moléculas inorgánicas y orgánicas (de bajo peso molecular como fosfatos, carbonatos y oxalatos de calcio, así como colesterol), que interaccionan con ciertas macromoléculas biológicas (proteínas de la membrana celular, glicoproteínas y apolipoproteínas), no han sido estudiados en detalle, desde un punto de vista químico-biológico, para entender sus mecanismos moleculares de su formación, ni tampoco hay suficiente información estructural vía rayos-X de alta resolución o alguna otra técnica analítica de resolución atómica o molecular como la microscopía de fuerza atómica o la microscopía electrónica de barrido, que permitan inferir los sitios de unión o ensamblaje de estos complejos moleculares formados de macromoléculas biológicas y minerales y sus mecanismos de interacción química._x000D_ _x000D_ En el marco de sus implicaciones en la salud pública, la litiasis biliar tiene una notable prevalencia en la mayor parte de los países occidentales, quizás debido al tipo de dieta y algunos aspectos relacionados con la predisposición genética. Los cálculos biliares se forman por constituyentes anormales de la bilis. Estos, se dividen en dos grupos principales; los cálculos de colesterol, que representan 80% del total y los cálculos pigmentarios que suponen el 20% restante. Los cálculos biliares de colesterol por lo general contienen más del 50% de monohidrato de colesterol, además de una mezcla de sales de calcio, pigmentos biliares, proteínas y ácidos grasos, estos últimos formando cálculos de pigmento rojizo. Los cálculos pigmentados constan principalmente de bilirrubinato de calcio; contienen menos del 20% de colesterol y se encuentran normalmente en dos tipos de color, "negros" y "rojos", estos últimos se forman a consecuencia de infecciones biliares crónicas._x000D_ _x000D_ El colesterol, es relativamente insoluble en agua y requiere dispersión acuosa ya sea en micelas o vesículas, las cuales, necesitan la presencia de un segundo lípido para solubilizarlo. El colesterol y los fosfolípidos son secretados en la bilis en forma de vesículas bicapa unilaminares, que se convierten en micelas mixtas formadas por ácidos biliares, fosfolípidos y colesterol por la acción de los ácidos biliares. Si existe un exceso de colesterol en relación con la cantidad de fosfolípidos y ácidos biliares, las vesículas inestables ricas en colesterol permanecen, agregándose en grandes vesículas multilaminares a partir de las cuales precipitan los cristales de colesterol. Aun cuando hay muchos datos sobre el tipo de fosfolípidos y apolipoproteínas que interaccionan con el colesterol, no existen datos estructurales de estas interacciona a través de rayos-X que expliquen dicho mecanismo a través de un reconocimiento químico-molecular. Lo mismo existe para los otros caso de biomineralización patológica (cálculos renales y pancreáticos) en donde no hay datos estructurales de rayos-X de alta resolución que permitan entender en detalle de este tipo de interacciones._x000D_