Já ouviu falar de polarons? Eles são uma espécie de quase-partícula resultante da auto-captura de elétrons em uma rede de cristal vibrante. Polarons podem ser aproveitados para transportar energia sob certas condições relacionadas às vibrações relativas dos elétrons e da própria rede. A teoria que explica como os polarons carregam energia nos cristais pode ser aplicada a longas moléculas chamadas polipeptídeos - que podem se dobrar em proteínas.

Em um novo estudo publicado em EPJ B , Jingxi Luo e Bernard Piette da Durham University, REINO UNIDO, apresentam um novo modelo matemático que descreve como os polarons podem ser deslocados de forma direcionada com perda mínima de energia em cadeias lineares de peptídeos - que foram usadas como proxy para o estudo de proteínas. O modelo, portanto, considera o mecanismo de transporte de energia explicando como a energia gerada dentro de uma célula biológica se move ao longo das proteínas transmembrana em direção ao exterior da célula.

Então, como os polarons são criados? Redes de cristal regulares exibem vibrações espontâneas. A presença de elétrons produz distorções localizadas dessas vibrações. Quando os elétrons e a rede experimentam um tipo particular de interação eletromagnética, ou acoplamento, o potencial de energia para o elétron é reduzido, assim, prendendo-o na rede. Um acoplamento semelhante ocorre entre os polarons e as unidades peptídicas nos polipeptídeos.

Usando simulações, os autores descobriram que o que determina a capacidade dos polarons de transportar energia está parcialmente ligado ao grau de simetria da interação do elétron com a rede. Uma previsão de seu modelo é que um campo elétrico constante, usado em conjunto com forças aleatórias causadas pelo calor no ambiente da célula, pode iniciar e manter o movimento de um polaron ao longo de uma cadeia polipeptídica. E esse campo elétrico corresponde à diferença de potencial de energia constante encontrada na membrana de uma célula típica.