Um novo método usa fluorescência para detectar formas de proteínas potencialmente causadoras de doenças à medida que se desfazem devido ao estresse ou mutações. Uma equipe de pesquisadores da Penn State e da University of Washington fez a reengenharia de um composto fluorescente e desenvolveu um método para acender simultaneamente duas proteínas diferentes conforme elas se dobram incorretamente e se agregam dentro de uma célula viva, destacando formas que provavelmente desempenham um papel em várias doenças neurodegenerativas, incluindo Alzheimer e Parkinson. Dois artigos recentes que descrevem o método aparecem online em ChemBioChem e a Jornal da American Chemical Society .

"Para funcionar corretamente, proteínas se dobram em estruturas muito precisas, mas o estresse ambiental ou mutações patogênicas podem fazer com que as proteínas se dobrem incorretamente e se agreguem, "disse Xin Zhang, professor assistente de química e de bioquímica e biologia molecular na Penn State e líder da equipe de pesquisa. "A agregação de proteínas é um processo de várias etapas, e acredita-se que a forma intermediária, que as técnicas de imagem anteriores não puderam detectar, é responsável por uma série de doenças, incluindo Alzheimer, Mal de Parkinson, Diabetes tipo 2, e fibrose cística. Desenvolvemos o método Aggregation Tag - AggTag - para ver esses intermediários anteriormente indetectáveis ​​- oligômeros solúveis - bem como os agregados finais em células vivas. "

As técnicas anteriores para identificar a agregação de proteínas usavam compostos fluorescentes que estavam sempre acesos, o que tornou impossível distinguir proteínas adequadamente dobradas da forma intermediária porque ambas desencadeiam fluorescência difusa de baixo nível. O método AggTag usa "fluorescência de ativação, "portanto, o composto só acende quando o dobramento incorreto começa a ocorrer.

"Quando o composto fluorescente tem muito espaço para se mover, ele gira livremente e permanece desligado, como na presença de uma proteína devidamente dobrada, "disse Yu Liu, professor assistente de pesquisa de química na Penn State e o principal desenvolvedor do método AggTag. "Mas quando a proteína começa a dobrar mal e agregar, o movimento do complexo fica restrito e ele começa a se iluminar. Fluorescência difusa indica que oligômeros intermediários estão presentes, enquanto pequenos pontos de fluorescência mais brilhante indicam que os agregados insolúveis mais densos estão presentes. "

Para permitir essa distinção entre formulários, a equipe de pesquisa reformulou o núcleo causador de cor da proteína fluorescente verde (GFP), que é comumente usado em estudos de imagem porque fica fluorescente quando exposto a certos comprimentos de onda de luz. O composto reprojetado se liga a uma etiqueta, que por sua vez se funde a uma proteína direcionada para imagens.

A equipe de pesquisa usou dois tipos diferentes de tags disponíveis comercialmente, Halo-tag e SNAP-tag, que quando usado com AggTag pode induzir fluorescência vermelha ou verde, respectivamente. Como as Halo-tags e SNAP-tags não interagem entre si, eles podem ser usados ​​para criar imagens simultaneamente de duas proteínas diferentes com as duas cores. A equipe também projetou as tags para que as cores verde e vermelha possam ser invertidas, dando aos pesquisadores opções para imagens futuras.

"Pretendemos continuar a desenvolver este método para que possamos sinalizar a transição de oligômeros em agregados insolúveis usando uma mudança de cor, "disse Zhang." Este método fornece uma nova caixa de ferramentas para estudar a agregação de proteínas, que atualmente é um tema altamente estudado entre os cientistas. Esperamos que isso nos permita compreender melhor todo o processo de agregação de proteínas e o papel de cada uma dessas formas na progressão de doenças neurodegenerativas e outras doenças. "