Descobertos genes bacterianos responsáveis pela decomposição da metformina na água do esgoto
A alça n-terminal desordenada de MfmB pode desempenhar um papel no bloqueio do sítio ativo de MfmA. Os resíduos 16-24 das cadeias MfmB não puderam ser resolvidos em estruturas cristalinas de raios X (traços pretos). Um modelo AlphaFold para esta região de loop considera a previsão baixa (50-60 pLDDT) e sugere que os resíduos neste loop provavelmente não interagem com o substrato no sítio ativo MfmA (6). Em vez disso, este circuito pode estar envolvido na passagem de substratos e produtos. Crédito:Anais da Academia Nacional de Ciências (2024). DOI:10.1073/pnas.2312652121 Uma equipe de bioquímicos da Universidade de Minnesota descobriu quais são os dois genes bacterianos responsáveis pela produção de proteínas capazes de decompor a metformina na água do esgoto. Em seu estudo, publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences, o grupo isolou genes que provavelmente estariam envolvidos na criação das proteínas alvo.
Pesquisas anteriores mostraram que a metformina, o medicamento extremamente popular prescrito para pacientes com diabetes tipo 2, permanece em sua forma nativa quando eliminada do corpo através de excrementos e urina. Por conta disso, o medicamento, como tantos outros consumidos por pacientes humanos, chega ao sistema de esgoto.
Isso é um problema porque após o tratamento, que não consegue remover os medicamentos, a água é bombeada para sistemas hídricos locais, como riachos, rios, lagos e oceano. Uma vez lá, a metformina pode impactar negativamente a vida aquática.
Pesquisas anteriores mostraram que alguns tipos de bactérias são capazes de decompor parcialmente a metformina em um composto chamado guanilureia. Isto foi observado quando os níveis de metformina na água de esgoto em algumas estações de tratamento eram mais baixos do que quando entravam. Logo depois, a bactéria específica responsável pela decomposição do medicamento foi identificada. Mas quais genes foram responsáveis pelo feito permaneceram um mistério.
Neste novo esforço, os investigadores escolheram prováveis genes candidatos e testaram-nos para ver se eram os que procuravam. Ao fazê-lo, encontraram dois genes em cinco tipos únicos de bactérias, mfmA e mfbB, que eram responsáveis pela produção dos tipos de proteínas capazes de decompor a metformina. Em testes adicionais, descobriram que quando as proteínas resultantes encontraram a metformina, decompuseram-na em guanilureia e noutro composto chamado dimetilamina. Eles descobriram que isso era possível por meio de um processo que envolvia a ligação do níquel.
A equipe de pesquisa também encontrou evidências que sugerem que a bactéria desenvolveu a capacidade de metabolizar especificamente a metformina depois que a droga começou a aparecer nos sistemas de esgoto. Eles sugerem que o estudo do processo que levou à evolução das bactérias para tirar proveito do medicamento poderia levar a melhores estratégias para a remoção dos medicamentos da água do esgoto antes de serem bombeados para o meio ambiente.
Mais informações: Lambros J. Tassoulas et al, enzima Dinickel evoluiu para metabolizar a metformina farmacêutica e suas implicações para águas residuais e microbiomas humanos, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2312652121 Informações do diário: Anais da Academia Nacional de Ciências
