p (PhysOrg.com) - Físicos da UCLA fizeram medições nanomecânicas de resolução sem precedentes em moléculas de proteína. p As novas medidas, pelo professor de física da UCLA, Giovanni Zocchi, e pelo ex-aluno de graduação em física da UCLA, Yong Wang, são aproximadamente 100 vezes maiores em resolução do que as medições mecânicas anteriores, um feito da nanotecnologia que revela uma molécula de proteína isolada, surpreendentemente, não é sólido nem líquido.

p "As proteínas são as máquinas moleculares da vida, as moléculas de que somos feitos, "Zocchi disse." Descobrimos que às vezes eles se comportam como um sólido e às vezes como um líquido.

p "Os sólidos têm uma forma enquanto os líquidos fluem - para materiais simples com baixas tensões. para materiais complexos, ou grandes tensões, o comportamento pode ser intermediário. Sujeito a forças mecânicas, um material pode ser elástico e armazenar energia mecânica (sólido simples), viscoso e dissipar energia mecânica (fluido simples), ou viscoelástica e armazenam e dissipam energia mecânica (sólido complexo, fluido complexo). O comportamento viscoelástico característico de matéria mais complexa não tinha sido claramente visto antes em proteínas isoladas porque as medições mecânicas tendem a destruir as proteínas. "

p O novo método de nanotecnologia de Zocchi e Wang permitiu que eles aplicassem tensões e investigassem a mecânica da proteína sem destruí-la. Wang, agora um pós-doutorado em física na Universidade de Illinois em Urbana – Champaign, e Zocchi descobriu uma "transição para um regime viscoelástico na resposta mecânica" da proteína.

p "Abaixo da transição, a proteína responde elasticamente, como uma primavera, "Zocchi disse." Acima da transição, a proteína flui como um líquido viscoso. Contudo, a transição é reversível se o estresse for removido. Mudanças conformacionais funcionais de enzimas (mudanças na forma da molécula) devem operar normalmente durante esta transição. "

p As medições foram realizadas na enzima guanilato quinase, ou GK, um membro de uma classe essencial de enzimas chamadas quinases. Especificamente, GK transfere um grupo fosfato de ATP (o "combustível" universal da célula) para GMP, produzindo PIB, um componente metabólico essencial, Zocchi disse.

p O estudo sobre a caracterização da "transição visco-elástica" é relatado este mês na revista online PLoS ONE, uma publicação da Public Library of Science. A pesquisa foi financiada pelo governo federal pela divisão de pesquisa de materiais da National Science Foundation e por uma bolsa do Programa de Pesquisa em Laboratórios da Universidade da Califórnia.

p Zocchi e Wang publicaram descobertas relacionadas no início deste ano na revista Europhysics Letters, uma publicação da European Physical Society, e a revista Physical Review Letters.

p Em pesquisas anteriores, Zocchi e colegas relataram um passo significativo no controle mecânico das reações químicas no ano passado, deu um passo significativo em direção a uma nova abordagem para a engenharia de proteínas em 2006, criou um mecanismo em nanoescala para controlar externamente a função e a ação de uma proteína em 2005, e criou um sensor em nanoescala o primeiro de seu tipo usando uma única molécula com menos de 20 nanômetros de comprimento em 2003.