Oligossacarídeos - cadeias de blocos de construção de açúcar - são essenciais para as células biológicas. Os cientistas pensaram que essas moléculas eram livremente móveis, mas uma equipe de pesquisa internacional mostrou agora que essas moléculas de açúcar podem formar estruturas rígidas, anteriormente encontrado apenas no DNA e proteínas.

Oligossacarídeos - cadeias de blocos de construção de açúcar - são algumas das moléculas mais importantes nas criaturas vivas. Eles constituem uma grande parte da superfície das células e contribuem para a capacidade do sistema imunológico de distinguir as células do próprio corpo de patógenos ou outras células estranhas. Oligossacarídeos na superfície das células sanguíneas também determinam nosso grupo sanguíneo e muitas proteínas carregam apêndices de oligossacarídeos, que são essenciais para a função da proteína.

Os cientistas pensavam anteriormente que essas moléculas de açúcar eram móveis livremente e não formavam estruturas rígidas. Estruturas moleculares tridimensionais rígidas - referidas pelos especialistas como estruturas secundárias - foram encontradas apenas no DNA, em que as moléculas formam uma dupla hélice, e em proteínas, em que regiões parciais freqüentemente formam espirais ou pequenas superfícies com a estrutura de metal corrugado.

Contudo, uma equipe de pesquisa internacional encontrou agora tais estruturas secundárias em oligossacarídeos. "Pudemos mostrar que a estrutura de certos oligossacarídeos que contêm o bloco de construção básico fucose tem uma rigidez característica, "explica Mario Schubert, chefe da equipe de pesquisa. Schubert esteve na ETH Zurich por vários anos e agora trabalha na Universidade de Salzburg.

Arranjo estável

O elemento estrutural secundário recém-descoberto determina como os três blocos de construção de açúcar no oligossacarídeo estão espacialmente relacionados:o primeiro bloco de construção - o tipo de açúcar fucose - e o terceiro bloco de construção são empilhados paralelamente um ao outro, enquanto o bloco do meio está em ângulo reto com os outros dois. Essa estrutura é estabilizada por uma ligação química de hidrogênio entre o primeiro e o terceiro blocos.

Esta estrutura, compreendendo três blocos, é uma unidade molecular comparativamente em pequena escala. Em comparação, estruturas secundárias espirais em proteínas podem se estender por várias dezenas de blocos de construção de proteínas.

Dogma refutado

Até agora, os cientistas presumiam que as ligações de hidrogênio entre os blocos de construção dos oligossacarídeos eram muito fracas e, portanto, podiam ser negligenciadas. A opinião prevalecente era que nenhuma estrutura secundária existia nos oligossacarídeos. “Nosso trabalho agora mostra que certas ligações de hidrogênio devem ser levadas em consideração. eles podem ajudar significativamente a forçar os blocos de construção de açúcar em um espartilho rígido, "diz Schubert.

"Oligossacarídeos com o padrão estrutural recém-descoberto são facilmente reconhecidos por outras moléculas usando o princípio de bloqueio e chave, porque um rígido, estrutura inflexível simplifica o reconhecimento molecular, ", diz Schubert. Este princípio de bloqueio e chave em oligossacarídeos é particularmente importante no caso de moléculas do sistema imunológico e células-tronco. As novas descobertas ajudam a compreender melhor as interações dessas moléculas.

Presente em muitas moléculas de açúcar

Os biólogos estruturais costumam usar programas de computador para determinar a estrutura tridimensional das moléculas. "Este software deve agora ser expandido para levar em conta o novo elemento estrutural secundário de oligossacarídeo, "diz Schubert.

Os pesquisadores da ETH Zurique, A Universidade de Basel e a Ecole Normale Supérieure de Paris detectaram o novo elemento estrutural por espectroscopia de ressonância magnética nuclear em dois oligossacarídeos do grupo sanguíneo e quatro outros oligossacarídeos. Contudo, os cientistas presumem que o elemento estrutural também aparece em muitos outros oligossacarídeos de superfície celular e proteínas. Eles encontraram evidências de tais padrões em mais de 200 oligossacarídeos em um banco de dados de estrutura de proteínas.