É um processo de duas etapas que acelera a cristalização. Crédito:Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory, J. Herrmann et al./PNAS
Muitos micróbios usam conchas cristalinas lindamente padronizadas, que os protegem de um mundo hostil e podem até mesmo ajudá-los a enrolar alimentos. Estudos no Laboratório Nacional de Aceleração SLAC do Departamento de Energia e na Universidade de Stanford revelaram esse processo de enrolamento de alimentos e mostraram como as conchas se montam a partir de blocos de construção de proteínas.
Agora, a mesma equipe deu um zoom na primeira etapa da construção da casca microbiana:nucleação, onde proteínas onduladas se cristalizam em blocos de construção robustos, muito parecido com o doce de pedra cristaliza em torno de um barbante mergulhado em xarope de açúcar.
Os resultados, publicado hoje no Proceedings of the National Academy of Sciences , poderia lançar luz sobre como as conchas ajudam os micróbios a interagir com outros organismos e com seus ambientes, e também ajudam os cientistas a projetar nanoestruturas de automontagem para várias tarefas.
Jonathan Herrmann, um estudante de pós-graduação no grupo do professor Soichi Wakatsuki no SLAC e Stanford, colaborou com a equipe de biologia molecular estrutural da Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) da SLAC no estudo. Eles espalharam um poderoso feixe de raios-X das moléculas de proteína que estavam flutuando em uma solução para ver como as estruturas atômicas das moléculas mudavam à medida que se nucleavam em cristais. Enquanto isso, outros pesquisadores fizeram uma série de imagens de microscópio eletrônico criogênico (crio-EM) em vários pontos do processo de nucleação para mostrar o que aconteceu ao longo do tempo.
Nesta ilustração, cristais de proteína se juntam a 'blocos' de seis lados formando na parte superior esquerda e extrema direita, parte de uma concha protetora usada por muitos micróbios. Um novo estudo aborda as primeiras etapas da formação de cristais e ajuda a explicar como as conchas microbianas se montam tão rapidamente. Crédito:Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory
Eles descobriram que a formação do cristal ocorre em duas etapas:uma extremidade da molécula de proteína nucleada em cristal, enquanto a outra extremidade, chamado de terminal N, continua a se mexer. Em seguida, o terminal N se junta, e a cristalização está completa. Longe de ser um retardatário, o terminal N realmente acelera a etapa de nucleação inicial - embora exatamente como ele faz isso ainda seja desconhecido, disseram os pesquisadores - e isso ajuda a explicar por que as conchas microbianas podem se formar com tanta rapidez e eficiência.
