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Estudo aponta termoativação de esterase
Pesquisadores do INBEB identificam mecanismo de termoativação da esterase do Pyrococcus furiosus
Pesquisa foi publicada na revista Structure
Em artigo recente publicado na revista Structure, os pesquisadores da UFRJ Nathalia Varejão, Rafael Andrade, Rodrigo Almeida, Cristiane Ano Bom e Debora Foguel, em colaboração com David Reverter, da Universitat Autònoma de Barcelona, descrevem o mecanismo estrutural responsável pela termoativação da esterase do microrganismo hipertermofílico Pyrococcus furiosus. O estudo inédito conseguiu identificar que, em temperaturas elevadas, tal enzima se converte em dímeros altamente ativos através da formação de um canal intermolecular para interação com substratos hidrofóbicos específicos. Os autores empregaram uma combinação de técnicas bioquímicas e de biologia molecular com cristalografia de raios-X.
Por ser derivada de uma fonte biológica que cresce em ambientes com mais de 100°C, a enzima estudada é muito estável do ponto de vista biotecnológico. A identificação de sua estrutura tridimensional abre uma grande porta para o desenvolvimento, em laboratório, de variações ainda mais potentes dessa enzima. Tais variações poderão ser aplicadas em diversos processos, industriais como produção de fármacos e biodiesel.
O estudo
Varejão, que é a primeira autora do artigo, e Foguel, ambas do INBEB, trabalham com a esterase desde 2006 e já haviam descoberto que a proteína era estável em altas temperaturas e pressão. Até 2010, já haviam conseguido caracterizar os aspectos biofísicos da enzima, mas não sua estrutura. "Essa é uma proteína difícil de se trabalhar em solução, porque agrega muito", explica Varejão.
A oportunidade de se aprofundarem os estudos surgiu quando a pesquisadora brasileira começou um pós-doutorado com David Reverter, da Universitat Autònoma de Barcelona. O laboratório em que trabalham é especializado em cristalografia de proteína (técnica que permite mapear a estrutura dessas moléculas), além de equipado com tecnologias de ponta, como sistemas de purificação robustos e robôs capazes de pipetar microgotas para cristalizar. Isso possibilitou a Varejão e seus parceiros produzirem uma grande variedade de cristais da proteína, permitindo fazer fotografias da enzima em diferentes conformações.
Com as imagens em mãos, os pesquisadores fizeram a importante descoberta: a esterase do Pyrococcus furiosus pode ser encontrada em três conformações principais, um monômero, um intermediário dimérico e um dímero ativo. A maior novidade estava nesta última estrutura. "Não sabíamos ainda, pelos dados anteriores, que essa proteína formava o dímero ativo. A estrutura permitiu entendermos porque a proteína é ativa em alta temperatura. Em baixa temperatura, ela se encontra na forma monomérica, inativa. Só quando a temperatura aumenta, a proteína se dimeriza, formando um dímero estável e ativo, porque se forma o canal de associação ao substrato dessa enzima", revela Varejão.
O artigo completo completo pode ser lido no site do periódico (em inglês): Structural Mechanism for the Temperature-Dependent Activation of the Hyperthermophilic Pf2001 Esterase
Processo de dimerização termodependente leva à ativação da esterase Pf200.
Por Luana Rocha (AsCom INBEB)
Publicado em 25/01/2018
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