Ficocianina

Qué es la ficocianina

El término procede del griego phŷkos (φῦκος, alga) y kyanós (κυανός, azul oscuro), una combinación que ya aparece en la literatura botánica del siglo XIX. A mediados de aquella centuria, los primeros naturalistas que extrajeron pigmentos azules de algas filamentosas de agua dulce advirtieron que la coloración se perdía al desnaturalizar la proteína, señal de que el color dependía de la interacción entre el cromóforo y la conformación proteica.

Existen tres variantes designadas por su organismo de origen: la C-ficocianina (de cianobacterias, la más estudiada), la R-ficocianina (de algas rojas) y la aloficocianina, que constituye una clase aparte con propiedades espectrales distintas y se trata en su propia entrada del diccionario. La C-ficocianina de la espirulina es la que ha alcanzado mayor relevancia comercial.

Estructura y propiedades ópticas

Como todas las ficobiliproteínas, la ficocianina se organiza a partir de heterodímeros αβ que se ensamblan en trímeros (αβ)₃ de unos 120 kDa y hexámeros (αβ)₆ de aproximadamente 240 kDa. La subunidad α porta un cromóforo de ficocianobilina unido en la posición Cys-84, mientras que la subunidad β lleva dos, en Cys-84 y Cys-155. La ficocianobilina es un tetrapirol de cadena abierta que absorbe la luz roja anaranjada y emite fluorescencia en torno a 640 nm.

Esa fluorescencia azulada y brillante se mantiene estable en solución acuosa a pH neutro y no se apaga fácilmente al conjugar la proteína con otras moléculas, lo que la convierte en un marcador óptico de interés para la investigación biomédica. En disolución concentrada, los cristales que precipitan adquieren un aspecto de piedra semipreciosa azul cobalto que ha atraído la atención de los investigadores desde los primeros estudios bioquímicos.

Uso como colorante y en alimentación

La ficocianina extraída de Arthrospira platensis es uno de los escasos pigmentos azules de origen natural disponibles para la industria alimentaria. En Estados Unidos, la FDA la acepta bajo la denominación spirulina extract para su empleo como colorante en alimentos y bebidas. En la Unión Europea no dispone aún de un número E armonizado, pero se comercializa como ingrediente derivado de la espirulina.

Uno de los retos técnicos de su uso industrial es la inestabilidad térmica: la proteína pierde su color azul al calentarse por encima de 60-65 °C, ya que la desnaturalización altera la interacción entre el cromóforo y el bolsillo proteico. Los procesos de secado artesanal a baja temperatura conservan mejor la concentración de ficocianina que el secado industrial a alta temperatura.

Actividades biológicas estudiadas

Diversos estudios experimentales, tanto in vitro como en modelos animales, han atribuido a la ficocianina actividad antioxidante, con capacidad para neutralizar especies reactivas de oxígeno. Se ha propuesto que este efecto protector se debe en parte a la capacidad del cromóforo tetrapirrólico para captar radicales libres, y en parte a la modulación de enzimas antioxidantes endógenas como la superóxido dismutasa y la catalasa.

Se han descrito también propiedades antiinflamatorias en modelos de inflamación inducida y efectos antitumorales en líneas celulares. Conviene precisar que estos hallazgos proceden mayoritariamente de modelos preclínicos, y su traslación a la práctica médica humana no está establecida.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre «espirulina azul» y ficocianina?

Son lo mismo visto desde ángulos distintos. «Espirulina azul» es el nombre comercial con el que se vende el extracto de ficocianina obtenido de Arthrospira platensis. La ficocianina es la proteína concreta responsable de ese color, y su concentración varía según el método de extracción y secado.

¿La ficocianina es exclusiva de la espirulina?

No. Está presente en muchas cianobacterias de agua dulce y en ciertas algas rojas, aunque la espirulina es la fuente comercial más habitual por su facilidad de cultivo y su alto contenido proteico. Otras cianobacterias como Synechococcus, Lyngbya o Phormidium también la producen.

¿Para qué se usa en el laboratorio?

Conjugada con anticuerpos, la ficocianina sirve como marcador de fluorescencia en técnicas como la citometría de flujo, donde su excitación con el láser rojo la hace complementaria a la ficoeritrina, que se excita con el láser verde. En combinación, ambas permiten el marcaje multicolor simultáneo de poblaciones celulares.

Referencias

1. Ruiz-Hernández YA, Garza-Valverde E, Márquez-Reyes JM, García-Gómez C. Extracción de ficocianina para uso como colorante natural. Investig Desarro Cienc Tecnol Aliment. 2023;8(1):84-91. Disponible en: https://idcyta.uanl.mx
2. Bannu SM, Lomada D, Gulla S et al. Fluorescence and antioxidant activity of heterologous expression of phycocyanin and allophycocyanin from Arthrospira platensis. Front Nutr. 2023;10:1127422. Disponible en: https://www.frontiersin.org
3. Pagels F, Guedes AC, Amaro HM et al. Phycobiliproteins: Structural aspects, functional characteristics, and biotechnological perspectives. Comput Struct Biotechnol J. 2022;20:1506-1517. Disponible en: https://www.sciencedirect.com
4. AAT Bioquest. Phycobiliproteins and Their Fluorescent Labeling Applications. Disponible en: https://www.aatbio.com