Os sistemas de transporte celular são essenciais para manter a homeostase das células, facilitando o movimento de várias moléculas através das suas membranas. Esses sistemas utilizam diferentes mecanismos para transportar moléculas contra seus gradientes de concentração, exigindo entrada de energia. Um estudo recente forneceu novos insights sobre como esses sistemas de transporte aproveitam a energia celular para realizar seu trabalho.

O estudo se concentrou em um complexo proteico conhecido como transportador de cassete de ligação de ATP (ABC), responsável pelo transporte de uma ampla gama de moléculas, incluindo íons, açúcares, lipídios e medicamentos. Os pesquisadores usaram técnicas avançadas de imagem para visualizar a dinâmica estrutural do transportador ABC durante seu ciclo de transporte.

Eles descobriram que o transportador ABC sofre uma série de mudanças conformacionais durante o processo de transporte, que estão fortemente acopladas à hidrólise do trifosfato de adenosina (ATP), a moeda energética celular. A hidrólise do ATP fornece a energia necessária para conduzir o transporte de moléculas contra o gradiente de concentração.

Especificamente, o estudo revelou que a ligação do ATP ao transportador inicia uma série de mudanças conformacionais, levando à formação de um estado intermediário de alta energia. Este estado de alta energia permite que o transportador capture e ligue as moléculas a serem transportadas. Posteriormente, a hidrólise do ATP desencadeia alterações conformacionais adicionais, levando à liberação das moléculas transportadas no lado oposto da membrana.

Os pesquisadores também observaram que o transportador ABC sofre alterações conformacionais alternadas entre duas orientações durante o ciclo de transporte. Esses movimentos alternados são essenciais para redefinir o transportador ao seu estado inicial, pronto para outra rodada de transporte.

No geral, o estudo fornece uma compreensão detalhada dos mecanismos moleculares pelos quais os transportadores ABC utilizam a energia ATP para transportar moléculas contra gradientes de concentração. Este conhecimento pode ter implicações importantes para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas visando os transportadores ABC, que são conhecidos por desempenharem papéis na resistência aos medicamentos no cancro e outras doenças.