Markus Piotrowski diante de uma colagem; uma imagem de hélices de nitrilase obtida com um microscópio eletrônico é mostrada na parte inferior, uma reconstrução da espiral (calculada a partir da imagem do microscópio eletrônico) à direita, e o modelo de uma única enzima nitrilase à esquerda. Crédito:RUB, Marquard
Uma equipe de pesquisa da Ruhr-Universität Bochum (RUB) e da África do Sul analisou duas enzimas com bolsas de ligação de substrato idênticas que, no entanto, convertem substratos diferentes. No processo, constatou-se que mudanças na superfície da enzima afetam a especificidade de seu substrato, modificando a densidade do seu interior. Essas descobertas podem abrir caminho para a manipulação da função enzimática. Os pesquisadores publicaram seu relatório na revista. Biologia das Comunicações em 2 de novembro de 2018.
Os pesquisadores descobriram que as enzimas vegetais, as chamadas nitrilases, sao muito parecidos. Eles foram capazes de substituir seus componentes peça por peça. "Descobrimos, portanto, que apenas trocando um único componente na superfície, poderíamos fazer uma enzima converter o substrato de outra enzima, "explica o professor associado Dr. Markus Piotrowski do Departamento de Genética Molecular e Fisiologia de Plantas da RUB.
Os pesquisadores implantaram a microscopia eletrônica para analisar por que uma modificação da superfície pode afetar a ligação do substrato no interior. As nitrilases analisadas formam hélices maiores, grandes o suficiente para serem visíveis ao microscópio eletrônico. "Pudemos, portanto, ver que mudanças na superfície resultaram em moléculas de enzimas na hélice mais ou menos compactadas, "diz Piotrowski." Este, por sua vez, presumivelmente, faz com que o local de ligação do substrato seja comprimido mais ou menos firmemente. "Em seu estado mais compactado, a bolsa de ligação não é mais acessível a moléculas de substrato maiores.
Para pesquisadores, nitrilases constituem um modelo de evolução de enzimas, mas também são implantados na indústria química e farmacêutica como biocatalisadores. A data, experimentos com o objetivo de modificar essas enzimas, alterando seu local de ligação ao substrato, têm sido em sua maioria malsucedidos. "Nossos resultados mostraram que a estrutura quaternária, ou seja, o número e o arranjo de moléculas de enzimas individuais, tem que ser levado em consideração, "diz Markus Piotrowski. Assim, modificações direcionadas da função da enzima podem ser realizadas sem realizar quaisquer alterações na própria enzima, mas simplesmente comprimindo-o em hélices de nitrilase com densidades diferentes.
