Muitos dos medicamentos de que contamos hoje são produtos naturais retirados de micróbios como bactérias e fungos. Dentro desses micróbios, os medicamentos são produzidos por minúsculas máquinas naturais - megaenzimas conhecidas como peptídeos sintetases não-ribossômicos (NRPSs). Uma equipe de pesquisa liderada pela McGill University obteve uma melhor compreensão das estruturas dos NRPSs e dos processos pelos quais eles funcionam. Essa compreensão aprimorada de NRPSs pode permitir que bactérias e fungos sejam alavancados para a produção de novos compostos desejados e levar à criação de novos antibióticos potentes, imunossupressores e outras drogas modernas.

"Os NRPSs são enzimas realmente fantásticas que pegam pequenas moléculas como aminoácidos ou outros blocos de construção de tamanho semelhante e os montam de forma natural, biologicamente ativo, compostos potentes, muitos dos quais são drogas, "disse Martin Schmeing, Professor Associado do Departamento de Bioquímica da Universidade McGill, e autor correspondente no artigo que foi publicado recentemente em Nature Chemical Biology . "Um NRPS funciona como uma linha de montagem de fábrica que consiste em uma série de estações de trabalho robóticas. Cada estação tem fluxos de trabalho de várias etapas e peças móveis que permitem adicionar um substrato de bloco de construção ao medicamento em crescimento, alongando e modificando-o, e, em seguida, passando para a próxima pequena estação de trabalho, tudo na mesma enzima enorme. "

Feixe de luz ultra-intensivo permite que os cientistas vejam as proteínas

Em seu artigo apresentado na capa da edição de maio de 2020 da Nature Chemical Biology , a equipe relata a visualização de um sistema mecânico NRPS usando a linha de luz CMCF na Canadian Light Source (CLS). O CLS é um laboratório nacional canadense que produz os feixes ultra-intensos de raios-X necessários para imagens de proteínas, já que mesmo megaenzimas são muito pequenas para serem vistas em qualquer microscópio óptico.

"Os cientistas há muito tempo estão entusiasmados com o potencial da bioengenharia de NRPSs, identificando a ordem dos blocos de construção e reorganizando as estações de trabalho na enzima para criar novos medicamentos, mas o esforço raramente teve sucesso, "disse Schmeing." Esta é a primeira vez que alguém viu como essas enzimas transformam os cetoácidos em um bloco de construção que pode ser colocado em uma droga peptídica. Isso nos ajuda a entender como os NRPSs podem usar tantos blocos de construção para fazer os muitos compostos e terapêuticas diferentes. "