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Proteínas em 3D

Priscila Biancovilli

Como exatamente uma proteína age? Responder esta pergunta é a principal tarefa dos pesquisadores de biologia estrutural, nos dias de hoje. O desenvolvimento de doenças e infecções, por exemplo, sempre está relacionado de alguma forma a uma interação com proteínas, ou à má função delas. Daí a extrema importância deste tipo de estudo.

O grupo de pesquisa da professora Ana Paula Valente, dentro do CNRMN (Centro Nacional de Ressonância Magnética Nuclear) estuda, em parceria com outros professores da UFRJ e de diversas instituições, as estruturas terciárias (3D) de proteínas. "Trabalhamos em conjunto com o laboratório do professor Fábio Almeida, do IBqM, e começamos este estudo em colaboração com a professora Eleonora Kurtenbach, do Instituto de Biofísica, há aproximadamente dez anos", esclarece Ana Paula.

A idéia do grupo de pesquisa é montar a estrutura das proteínas com resolução atômica, determinando a posição de cada átomo da proteína no espaço. Esse arranjo de átomos define o comportamento da proteína em uma situação específica, diante de determinado alvo. "Supõe-se que haja uma proteína alvo de algum vírus, por exemplo, e deseja-se desenvolver uma droga contra ela. Para isso, devem-se encontrar os alvos de interação destas proteínas – que podem se encaixar e modificar as características da estrutura, evitando que o vírus infecte a célula", explica.

Duas técnicas conseguem realizar este processo com resolução atômica: a ressonância magnética nuclear (RMN) e a difração de raio X. O grupo de Ana Paula trabalha exclusivamente com RMN. Todas as estruturas desenhadas em 3D são enviadas para o Protein Data Bank (PDB), um banco de dados mundial que contém mais de cinqüenta mil desenhos de proteínas. "Nosso laboratório já enviou 15 estruturas para lá. Temos nossas vedetes, a defensina (com atividade antimicrobiana) e uma outra chamada tirodoxina", afirma a professora.

Quando os pesquisadores começaram a analisar as informações disponíveis neste banco de dados, perceberam que, para determinarem a função de uma proteína é fundamental conhecer, além da sua estrutura, também a sua dinâmica. Uma característica intrínseca destas proteínas é a flexibilidade, ou seja, elas se movimentam em função do tempo. Esse fator deve ser levado em conta para estudar o mecanismo de ação das estruturas.

"Antes se acreditava que a proteína possuía uma forma rígida, que se alterava apenas ao encontrar um ligante. Hoje, porém, sabemos que a proteína flutua em diferentes conformações até que uma delas é selecionada pelo ligante. Para estudar isso, montamos a estrutura da proteína e também sua dinâmica", destaca Ana Paula. "A primeira proteína que determinamos via RMN foi a Psd1 –, da ervilha. Ela tem atividade anti-fúngica, e através desta análise tentamos descobrir como essa proteína mata o fungo".

"Aqui, temos uma paixão especial por proteínas e peptídeos antimicrobianos, mais especificamente por beta-defensinas (com atividade anti-fúngica)", afirma Valente. Até agora o laboratório estudou a estrutura de três defensinas de plantas, a Psd1 , Psd2 , e mais uma vinda da cana de açúcar, a Sd5. Pretendem analisar a relação estrutura-atividade, tentar mapear os sítios de interação destas proteínas com a membrana do fungo, e estudar a evolução destas proteínas.

"Também temos interesse especial pelas beta-defensinas humanas, que, diferente das proteínas deste gênero nos vegetais, possuem um espectro de atuação bem grande e diversificado", atesta a professora. A partir deste estudo, como um todo, o trabalho do grupo pode colaborar na produção de drogas anti-bacterianas e anti-fúngicas, por exemplo, dependendo de que alvo se busca atingir. Trata-se de uma conquista de grande valia para a sociedade e para a área da saúde como um todo.

 

01/12/2008

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