p Dois físicos da Universidade de Luxemburgo agora demonstraram sem ambigüidade que as interações ondulatórias da mecânica quântica são de fato cruciais mesmo na escala dos processos biológicos naturais. p O comportamento de onda quântica desempenha um papel fundamental na ciência e tecnologia modernas, com aplicações da mecânica quântica que vão desde lasers e comunicações de fibra de alta velocidade, para computadores quânticos e fotossíntese em plantas. Uma questão natural é se os fenômenos de onda quântica também podem ser relevantes para a formação de estruturas e processos dinâmicos em sistemas biológicos em células vivas. Esta questão não foi abordada de forma convincente até agora devido à falta de métodos quânticos eficientes que são aplicáveis ​​a sistemas tão grandes quanto proteínas inteiras em condições fisiológicas (ou seja, solvatados em água e à temperatura ambiente).

p Agora escrevendo em Avanços da Ciência , O Prof. Alexandre Tkatchenko e o pesquisador de doutorado Martin Stöhr do Departamento de Física e Ciência dos Materiais da Universidade de Luxemburgo investigaram o processo de dobramento de proteínas na água usando um tratamento totalmente mecânico-quântico pela primeira vez. O dobramento de proteínas é o processo físico pelo qual uma cadeia de aminoácidos adquire sua estrutura biologicamente funcional nativa devido às interações entre os aminoácidos e à influência da água circundante. Um novo achado importante do presente estudo é que a interação entre a proteína e a água circundante deve ser descrita pelo comportamento de onda mecânica quântica, o que também acaba sendo crítico na dinâmica do processo de dobramento de proteínas.

p "A persistência do comportamento de onda quântica em sistemas biomoleculares abre um novo paradigma para explicar alguns dos processos fundamentais na biologia, "diz Martin Stöhr, o primeiro autor do estudo. Uma compreensão microscópica correta dos processos biológicos é a chave para direcionar especificamente a função e disfunção nas células, conforme desejado na medicina moderna, por exemplo.

p "Seguindo em frente, prevemos um papel importante das interações quânticas para a maquinaria biomolecular que vai desde a montagem de proteínas até a função de enzimas, "explica o Prof. Alexandre Tkatchenko, o autor correspondente do estudo.

p Como parte de várias colaborações nacionais e internacionais, os resultados deste estudo já motivaram investigações mais abrangentes de como os efeitos quânticos podem moldar uma variedade de fenômenos biológicos.