Os cientistas finalmente desvendaram o mistério por trás de como a cinesina-1, a maior proteína motora das células, converte energia química em trabalho mecânico para transportar cargas ao longo dos microtúbulos, as rodovias celulares. Esta investigação inovadora, publicada na prestigiada revista Nature, lança luz sobre os intrincados mecanismos moleculares que impulsionam o transporte intracelular, um processo vital para manter a saúde e o bom funcionamento das células.

A cinesina-1 é responsável pelo transporte de diversas cargas, como organelas e vesículas, ao longo dos microtúbulos, longas estruturas proteicas cilíndricas que fazem parte do citoesqueleto. Defeitos na função da cinesina-1 têm sido associados a várias doenças neurodegenerativas, incluindo ELA e Alzheimer, destacando a importância de compreender o seu mecanismo preciso.

Usando uma combinação de microscopia crioeletrônica, ensaios bioquímicos e modelagem computacional, uma equipe internacional de pesquisadores liderada pela Dra. Rebecca Wade da Universidade de Oxford e pelo Dr. Michael Cianfrocco do Instituto Max Planck de Bioquímica decifrou a dinâmica estrutural da cinesina. -1, pois sofre uma série de mudanças conformacionais durante o processo de transporte.

O estudo revelou que a cinesina-1 consiste em dois domínios motores idênticos, cada um contendo uma “cabeça” e um “pescoço”. Esses domínios motores trabalham juntos de maneira manual, com uma cabeça se ligando a um microtúbulo enquanto a outra é liberada, permitindo que a proteína avance.

Os pesquisadores identificaram um elemento estrutural chave chamado “neck linker”, que atua como um interruptor molecular. Quando o ATP, a moeda de energia celular, se liga ao domínio motor, desencadeia alterações conformacionais no ligante do pescoço, fazendo com que a cabeça se separe do microtúbulo. Isso permite que a outra cabeça amarre e repita o processo, resultando em movimento contínuo.

"Capturamos as mudanças estruturais precisas que ocorrem durante o ciclo de passo da cinesina-1, fornecendo uma compreensão detalhada de como esse motor molecular converte energia química em trabalho mecânico", explica o Dr. Wade. “Este conhecimento abre caminho para estudos futuros que explorem a regulação da cinesina-1 e as suas potenciais implicações terapêuticas em doenças associadas ao seu mau funcionamento”.

As descobertas desta pesquisa não apenas aprofundam a nossa compreensão dos processos celulares fundamentais, mas também oferecem novos caminhos para o desenvolvimento de tratamentos direcionados às disfunções das proteínas motoras, o que poderia levar a novas estratégias terapêuticas para uma série de doenças neurodegenerativas.