p É uma suposição de longa data que a presença de água influencia a forma como as proteínas se dobram. Um novo estudo está desafiando os detalhes. p Um artigo na American Chemical Society's Journal of Physical Chemistry Letters mostra que proteínas que supostamente evoluíram para evitar a água à medida que se dobram podem na verdade se comportar de maneiras que os cientistas não previram.

p Essa descoberta pode mudar a forma como os cientistas pensam sobre as interações hidrofóbicas (que evitam água) e hidrofílicas (que atraem água) em soluções, de acordo com um engenheiro da Rice University.

p Colaboradores das universidades Rice e Tulane e da Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins criaram modelos de polipeptídeos em nível de átomo que mostraram que a dobradura também é influenciada pela expansão térmica dos solventes que ocupam. mas não de uma forma que corresponda às suposições anteriores.

p A visão de longa data é que os aminoácidos hidrofóbicos, que evitam a água ao se unirem da forma mais eficiente possível, são uma força dominante no enovelamento de proteínas, disse Dilip Asthagiri, um professor associado de pesquisa de engenharia química e biomolecular na Brown School of Engineering de Rice.

p O novo estudo mostra a temperatura, um fator nem sempre incluído nos modelos de dobramento de proteínas, também influencia o fenômeno. Isso deve levar a uma reavaliação de como as proteínas que dobram em uma solução são estabilizadas, de acordo com os pesquisadores.

p "Existem muitas proteínas que são intrinsecamente desordenadas que não se dobram, "Asthagiri disse." Uma maneira de racionalizar o não-dobramento tem sido olhar para o equilíbrio dos grupos hidrofóbicos e grupos carregados e, assumindo que o último domina, concluir que o polipeptídeo não se dobra.

p "Mostramos em 2017 que, em um modelo de um peptídeo intrinsecamente desordenado que não possui cadeias laterais, efeitos hidrofílicos podem, de fato, superar o colapso impulsionado pelos efeitos hidrofóbicos ainda substanciais e impulsionar o desdobramento, mesmo na ausência de resíduos carregados, ", disse ele." Esse estudo e aquele publicado no início de 2016 destacou o papel dos efeitos hidrofílicos. Mas não observamos os efeitos da temperatura. "

p Então, a equipe liderada por Asthagiri começou a modelar precisamente como os polipeptídeos, uma classificação que inclui proteínas em sistemas biológicos, dobre e desdobre à medida que se conectam com a água em várias temperaturas.

p Quando os pesquisadores calcularam a energia livre de uma sequência de peptídeo deca-alanina hidratada, junto com suas cadeias laterais, eles descobriram que as forças de atração entre o solvente e o peptídeo também desempenham um papel, particularmente quando mais de um peptídeo está envolvido.

p Eles descobriram que nas faixas de temperatura que modelaram, a matriz de solvente em torno dos polipeptídeos se expande quando aquecida, diminuindo a população de moléculas de solvente que estão ao redor e em contato com os peptídeos. Isso pode tornar as interações de ligação entre o solvente e os peptídeos menos favoráveis.

p Eles observaram que o efeito é mínimo para moléculas pequenas em um solvente, mas amplificado para peptídeos e proteínas maiores. Eles também disseram que a teoria sugere que efeitos hidrofílicos podem contribuir para a desnaturação, ou desdobrando-se, de proteínas em soluções frias.

p "O ambiente da solução é um contribuidor importante para a estrutura das proteínas, "disse o engenheiro químico Tulane e co-autor correspondente Lawrence Pratt, um mentor de longa data de Asthagiri. "Tudo o que a solução faz, incluindo a água, tem a ver com a forma como essas proteínas se agrupam e as funções que desempenham. "

p Ele disse que os efeitos hidrofóbicos no dobramento de proteínas foram reconhecidos desde os anos 1940. "É uma coisa bastante complicada, no entanto, porque tem dependências incomuns de temperatura, "Pratt disse." Você sabe, as coisas vivem ou morrem se você alterar as temperaturas.

p "Alguns efeitos hidrofóbicos ficam mais fortes quando você aumenta a temperatura, então as coisas ficam mais estáveis, "disse ele." Mas Dilip mostra que esse aumento de força com o aumento da temperatura pode vir de outros lugares, incluindo efeitos que todos os químicos diriam serem hidrofílicos.

p "Os efeitos hidrofóbicos e hidrofílicos entram em jogo, "disse ele." E eles estão competindo, e eles estão colaborando. E, portanto, ser capaz de distingui-los individualmente de uma forma muito convincente é um grande passo para resolver todo esse comportamento. "