2010-11-28

Subject: Fábrica de proteínas finalmente mapeada

 

Fábrica de proteínas finalmente mapeada

 

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@ NatureHá muito que tem sido o pote de ouro de proteína no fim do arco-íris dos raios-X para os investigadores que mapeiam o funcionamento da vida ao nível mais elementar.

Agora, após anos de trabalho e no meio de uma feroz competição entre equipas rivais, a estrutura do ribossoma eucariótico foi revelada.

Os ribossomas, enormes complexos de proteínas e RNA, são utilizados para traduzir a informação genética para proteínas, num processo conhecido por tradução ou síntese proteica. São fundamentais para a sobrevivência da célula e a sua estrutura tem sido fortemente conservada através da evolução.

Há cerca de uma década, mapas dos ribossomas de bactérias e arqueobactérias com resolução atómica foram criados ao disparar raios-X contra cristais de ribossomas e analisando os padrões de difracção resultantes. Mais tarde esse trabalho conduziu ao prémio Nobel mas a estrutura foi bem mais difícil de conhecer em eucariontes.

O primeiro mapa de estrutura de cristais eucarionte, de um ribossoma de levedura, foi publicado esta semana na revista Science, apesar de alguns já terem sugerido que a descoberta está a ser empolada.

A comunidade da cristalografia já tinha tido uma antestreia do mapa num encontro realizado este ano, diz Venki Ramakrishnan, da Universidade de Cambridge, que partilhou o prémio Nobel da química de 2009 pelo seu trabalho na estrutura do ribossoma. "Foi uma bomba nesse encontro porque ninguém sabia que estava tão eminente."

Muitos investigadores têm tentado determinar a estrutura do ribossoma eucariótico mas este é significativamente maior e mais complicado que a versão bacteriana e tem frustrado muitas dessas tentativas.

O segredo, diz o autor do artigo, Adam Ben-Shem, do Instituto de Genética e Biologia Molecular e Celular (IGBMC) em Estrasburgo, é que o "ribossoma precisa realmente de ser manuseado com luvas de seda".

A equipa, trabalhando no laboratório de Marat Yusupov no IGBMC, reduziu primeiro o nível de glicose disponível às leveduras de que pretendiam obter os ribossomas, o que inibiu o processo de tradução e produziu uma população homogénea de ribossomas vazios.

Seguidamente usaram técnicas de purificação "muito rápidas e suaves"para obter cristais ribossómicos, com os quais definiram a estrutura com raios-X.

Espera-se que a compreensão da estrutura do ribossoma conduza a uma melhor compreensão da biologia básica pela qual o organito produz proteínas.

 

Ben-Shem considera que "quebrar a barreira" da cristalização de um ribossoma eucariótico deve abrir a porta ao mapear das estruturas dos cristais de outros eucariontes, incluindo o Homem, bem como permitir aos investigadores estudar a forma como a estrutura do ribossoma se altera à medida que interage com outras moléculas durante a tradução.

Esta estrutura de levedura é o primeiro mapa de cristais de um ribossoma no estado em que uma das subunidades está rodada em relação à outra, salienta Ben-Shem. Durante a tradução, o RNA desloca-se ao longo do ribossoma à medida que este alterna entre dois estados, rodado e não rodado.

O estudo de ribossomas de parasitas eucariontes como o tripanosoma ou o Plasmodium falciparum pode igualmente levar ao desenvolvimento de medicamentos que tenham especificamente como alvo o ribossoma destes organismos.

O sucesso foi elogiado pela comunidade da cristalografia, muitos dos quais estavam em competição com Yusupov para publicar a primeira estrutura. No entanto, alguns dizem que o artigo desta semana não relata a 'estrutura cristalográfica' no sentido em que geralmente o termo é usado.

"Para mim o título do artigo é enganador", diz Nenad Ban, que tem procurado a estrutura do ribossoma eucariótico no seu laboratório no Instituto de Biologia Molecular e Biofísica do Instituto Suíço de Tecnologia em Zurique. "Este é um primeiro e importante passo mas actualmente ainda não temos a estrutura atómica, talvez daqui a seis meses ou um ano."

Ban salienta que a estrutura cristalográfica normalmente significa um modelo mais refinado do que o publicado esta semana. A nova estrutura é determinada a uma resolução de 4,15 ångströms, enquanto os investigadores geralmente têm como objectivo mais de 4. Para além disso, a posição de algumas das proteínas no interior da estrutura são aproximadas e falta detalhe nos aminoácidos das cadeias laterais salientes da estrutura principal.

"É um pouco como um relatório de progressos", concorda Ramakrishnan. No entanto, ele considera que mesmo este passo em frente é "uma proeza tremenda".

Ben-Shem admite sem problema que com a actual resolução a sua estrutura apenas fornece "informação parcial". Ele refere que a sua equipa não tem dados para resoluções abaixo dos 3 ångströms e está a trabalhar para descobrir essa estrutura.

 

 

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