p A proteína, capturado em um pedaço de vidro extremamente fino - cerca de 50 nanômetros de diâmetro, é fatiado, átomo por átomo, com a ajuda de um campo elétrico. Em seguida, é analisado por meio de tomografia de sonda atômica, e a estrutura 3D é recriada em um computador. Crédito:Pequeno:Volume 15, Edição 24, Tomografia de sonda atômica para análise estrutural e química 3D de proteínas individuais Gustav Sundell, Mats Hulander, Astrid Pihl, Martin Andersson Copyright Wiley-VCH Verlag GmbH &Co. KGaA. Reproduzido com permissão.
p Pesquisadores da Chalmers University of Technology, Suécia, desenvolveram um método único para estudar proteínas que poderia abrir novas portas para pesquisas medicinais. Através da captura de proteínas em uma nanocápsula feita de vidro, os pesquisadores conseguiram criar um modelo único de proteínas em ambientes naturais. Os resultados são publicados na revista científica,
Pequena . p As proteínas buscam alvos e realizam muitas tarefas diferentes necessárias para a sobrevivência e funções das células. Isso os torna interessantes para o desenvolvimento de novos medicamentos - particularmente aquelas proteínas que ficam na membrana celular, e governar quais moléculas podem entrar na célula e quais não. Isso significa que entender como essas proteínas funcionam é um desafio importante para o desenvolvimento de medicamentos mais avançados. Mas isso não é uma tarefa fácil - essas proteínas são altamente complexas. Hoje, vários métodos diferentes são usados para imagens de proteínas, mas nenhum método oferece uma solução completa para o desafio de estudar proteínas de membrana individuais em seu ambiente natural.
p Um grupo de pesquisa da Chalmers University of Technology, sob a liderança de Martin Andersson no Departamento de Química e Engenharia Química, agora usou com sucesso a tomografia de sonda atom para criar imagens e estudar proteínas. A tomografia de sonda atômica já existe há algum tempo, mas não foi usado anteriormente desta forma - mas em vez disso, para investigar metais e outros materiais duros.
p “Foi durante um estudo das superfícies de contato entre o esqueleto e os implantes que descobrimos que poderíamos distinguir materiais orgânicos no osso com essa técnica. Isso nos deu a ideia de desenvolver ainda mais o método para proteínas, "diz Martin Andersson.
p O desafio estava em desenvolver um método para manter as proteínas intactas em seu ambiente natural. Os pesquisadores conseguiram isso encapsulando a proteína em um pedaço de vidro extremamente fino, apenas cerca de 50 nanômetros de diâmetro (um nanômetro equivale a 1 milionésimo de um milímetro). Eles então cortaram a camada mais externa do vidro usando um campo elétrico, libertando a proteína átomo por átomo. A proteína pode então ser recriada em 3-D em um computador.
p Os resultados do estudo foram verificados por comparação com modelos tridimensionais existentes de proteínas conhecidas. No futuro, os pesquisadores irão refinar o método para melhorar a velocidade e a precisão.
p Martin Andersson. Crédito:Johan Bodell / Chalmers University of Technology
p O método é inovador de várias maneiras. Além de modelar a estrutura tridimensional, simultaneamente, revela a composição química das proteínas.
p “Nosso método oferece muitas soluções boas e pode ser um forte complemento aos métodos existentes. Será possível estudar como as proteínas são construídas em nível atômico, "diz Andersson.
p Com este método, potencialmente todas as proteínas podem ser estudadas, algo que atualmente não é possível. Hoje, apenas cerca de um por cento das proteínas de membrana foram analisadas estruturalmente com sucesso.
p "Com este método, podemos estudar proteínas individuais, ao contrário dos métodos atuais que estudam um grande número de proteínas e, em seguida, criam um valor médio, "diz Gustav Sundell, pesquisador do grupo de pesquisa de Andersson.
p Com a Tomografia de Sonda Atom, informações sobre a massa de um átomo também podem ser derivadas.
p "Porque coletamos informações sobre as massas dos átomos em nosso método, significa que podemos medir o peso. Podemos então, por exemplo, criar testes onde moléculas medicinais são combinadas com diferentes isótopos - dando-lhes diferentes massas - o que os torna distinguíveis em um estudo. Deve contribuir para agilizar os processos de construção e teste de novos medicamentos, "diz Mats Hulander, pesquisador do grupo de Andersson.