Num estudo inovador, os investigadores revelaram um estado conformacional até então desconhecido de uma proteína transportadora crucial, OxlT, que desempenha um papel vital na prevenção da formação de cálculos renais. Esta descoberta, alcançada através de métodos computacionais avançados, oferece novos insights sobre a função das proteínas e potenciais alvos terapêuticos.



As proteínas são os blocos de construção da vida, desempenhando funções essenciais em todos os organismos vivos. Proteínas transportadoras, como OxlT, são particularmente importantes porque transportam substâncias vitais através das membranas celulares. OxlT, encontrado na bactéria degradadora de oxalato Oxalobacter formigenes, é fundamental no controle dos níveis de oxalato no corpo humano.

O excesso de oxalato pode causar cálculos renais, um problema de saúde doloroso e prevalente. Compreender a função do OxlT é crucial, mas até agora, os cientistas não tinham um conhecimento abrangente dos seus vários estados estruturais, particularmente da conformação aberta para dentro, uma parte crítica do seu mecanismo de transporte.

Este estudo, liderado por Jun Ohnuki e seus colegas, utilizou técnicas computacionais avançadas para simular a dinâmica da proteína OxlT. Eles empregaram dinâmica molecular acelerada gaussiana (GaMD) e AlphaFold2, uma ferramenta de aprendizado de máquina de última geração, para explorar a estrutura e função do OxlT. O artigo, "Accelerated Molecular Dynamics e AlphaFold descobrem um estado conformacional ausente da proteína transportadora OxlT", foi publicado no The Journal of Physical Chemistry Letters .

A equipe previu com sucesso a indescritível conformação interna-aberta do OxlT, um passo significativo na compreensão de seu ciclo funcional completo. Esta conformação revelou que o OxlT prefere a ligação ao formato em vez do oxalato neste estado, um aspecto crucial do seu papel no manejo do oxalato.

Além disso, a pesquisa identificou resíduos de aminoácidos específicos críticos para esta transição conformacional, uma descoberta que poderia ter implicações mais amplas para a compreensão da dinâmica das proteínas.

As implicações desta pesquisa vão além de uma única proteína. A metodologia e os conhecimentos obtidos neste estudo fornecem um modelo para explorar a dinâmica de outras proteínas, particularmente proteínas transportadoras, que são frequentemente alvos de medicamentos terapêuticos.

Compreender estas proteínas a um nível detalhado pode levar ao desenvolvimento de tratamentos mais eficazes para uma variedade de condições. Além disso, esta pesquisa exemplifica o poder de combinar biologia computacional com aprendizado de máquina, um campo em rápida evolução que promete desvendar muitos dos mistérios mais desafiadores da biologia.

Ao preencher uma lacuna crucial na nossa compreensão da proteína OxlT, este estudo não só contribui para potenciais avanços na prevenção de cálculos renais, mas também abre caminho para futuros avanços na investigação biomédica.

A equipe de pesquisa inclui Jun Ohnuki, Titouan Jaunet-Lahary e Kei-ichi Okazaki do Centro de Pesquisa em Ciência Computacional do Instituto de Ciência Molecular (IMS), NINS. Completando a equipe está Atsuko Yamashita, da Escola de Pós-Graduação em Medicina, Odontologia e Ciências Farmacêuticas da Universidade de Okayama.

Mais informações: Jun Ohnuki et al, Accelerated Molecular Dynamics e AlphaFold descobrem um estado conformacional ausente da proteína transportadora OxlT, The Journal of Physical Chemistry Letters (2024). DOI:10.1021/acs.jpclett.3c03052
Informações do diário: Jornal de Cartas de Físico-Química

Fornecido pelos Institutos Nacionais de Ciências Naturais