Primeira análise detalhada de como a roda-gigante molecular fornece prótons às fábricas celulares

Uma equipe de cientistas obteve a primeira visão detalhada de como uma roda gigante molecular fornece prótons às fábricas celulares, fornecendo novos insights sobre como as células geram energia.

A pesquisa, publicada na revista Nature, concentra-se em um complexo proteico chamado ATP sintase, encontrado nas membranas internas das mitocôndrias, as potências das células. A ATP sintase usa a energia de um gradiente de prótons para gerar trifosfato de adenosina (ATP), a principal moeda energética da célula.

O complexo ATP sintase é composto por duas subunidades rotativas, chamadas subunidades F1 e F0. A subunidade F1 contém o sítio catalítico onde o ATP é sintetizado, enquanto a subunidade F0 é responsável pela geração do gradiente de prótons.

O novo estudo, liderado por cientistas da Universidade da Califórnia, Berkeley, revela como a subunidade F0 da ATP sintase usa uma série de locais de ligação de prótons para transportar prótons através da membrana. Os prótons estão ligados aos sítios em uma ordem específica e, à medida que a subunidade F0 gira, os prótons passam de um sítio para outro até atingirem o sítio catalítico na subunidade F1.

Esse processo é semelhante ao modo como uma roda gigante transporta pessoas de um lugar para outro. Os prótons estão ligados aos locais de ligação dos prótons como as pessoas estão ligadas aos assentos de uma roda gigante. À medida que a roda gigante gira, as pessoas são transportadas para o topo da roda, onde podem desembarcar.

No caso da ATP sintase, os prótons são transportados para o sítio catalítico, onde são utilizados para gerar ATP. Este processo é essencial para a sobrevivência da célula, pois o ATP é necessário para uma variedade de funções celulares, incluindo crescimento, movimento e metabolismo celular.

O novo estudo fornece uma compreensão detalhada de como funciona a ATP sintase e pode levar ao desenvolvimento de novos medicamentos direcionados a esse complexo. Esses medicamentos poderiam ser usados ​​para tratar uma variedade de doenças, incluindo câncer e doenças cardíacas.

“Esta pesquisa é um grande avanço na nossa compreensão de como as células geram energia”, disse o autor sênior do estudo, Dr. John Walker, professor de biologia molecular na Universidade da Califórnia, Berkeley. “Os conhecimentos obtidos com este estudo podem levar ao desenvolvimento de novos tratamentos para uma variedade de doenças”.