As células precisam de energia para funcionar. Pesquisadores da Universidade de Gotemburgo podem agora explicar como a energia é guiada na célula por pequenos movimentos atômicos para chegar ao seu destino na proteína. Imitar essas mudanças estruturais das proteínas poderia levar a células solares mais eficientes no futuro.



Os raios do sol são a base de toda a energia que cria a vida na Terra. A fotossíntese nas plantas é um excelente exemplo, onde a energia solar é necessária para o crescimento da planta. Proteínas especiais absorvem os raios solares e a energia é transportada como elétrons dentro da proteína, em um processo denominado transferência de carga. Num novo estudo, os investigadores mostram como as proteínas se deformam para criar rotas de transporte eficientes para as cargas.

“Estudamos uma proteína, a fotoliase, na mosca da fruta, cuja função é reparar o DNA danificado. O reparo do DNA é alimentado pela energia solar, que é transportada na forma de elétrons ao longo de uma cadeia de quatro triptofanos (aminoácidos). Uma descoberta interessante é que a estrutura proteica circundante foi remodelada de uma forma muito específica para guiar os electrões ao longo da cadeia," explica Sebastian Westenhoff, professor de Química Biofísica.

Os investigadores observaram como as mudanças na estrutura seguiram tempos precisos de acordo com a transferência da carga – conhecimento importante que poderia ser usado para projetar melhores painéis solares, baterias ou outras aplicações que exijam transporte de energia.

"A evolução é o desenvolvimento material da natureza e é sempre o melhor. O que fizemos foi pesquisa básica. Quanto mais compreendermos o que acontece quando as proteínas absorvem a luz solar, melhor poderemos imitar esta conversão da energia solar em eletricidade", diz Sebastian Westenhoff. .

O estudo, publicado na Nature Chemistry , é um claro avanço na pesquisa sobre transferência de carga em proteínas. Estudar o processo na mosca da fruta, usando a técnica Serial Femtosecond Crystallography (SFX), pode dar aos pesquisadores uma visão sobre a interação dinâmica da proteína à medida que os elétrons se movem.

“Isto vai abrir novos capítulos na nossa compreensão dos mistérios da vida a nível molecular”, conclui Sebastian Westenhoff.

Mais informações: Andrea Cellini et al, Mudanças conformacionais ultrarrápidas direcionadas acompanham a transferência de elétrons em uma fotoliase conforme resolvido por cristalografia serial, Nature Chemistry (2024). DOI:10.1038/s41557-023-01413-9
Fornecido pela Universidade de Gotemburgo