Uma nova complexidade na química das proteínas
Os investigadores desenvolvem um algoritmo para descobrir ligações químicas negligenciadas nas proteínas
As proteínas são das moléculas mais estudadas em biologia, mas uma nova investigação da Universidade de Göttingen mostra que ainda podem conter segredos surpreendentes. Os investigadores descobriram ligações químicas anteriormente não detectadas em estruturas de proteínas arquivadas, revelando uma complexidade inesperada na química das proteínas. Estas ligações azoto-oxigénio-enxofre (NOS) recentemente identificadas alargam a nossa compreensão do modo como as proteínas respondem ao stress oxidativo, uma condição em que as moléculas nocivas à base de oxigénio se acumulam e podem danificar as proteínas, o ADN e outras partes essenciais da célula. As novas descobertas foram publicadas na revista Communications Chemistry.
A equipa de investigação reanalisou sistematicamente mais de 86.000 estruturas proteicas de alta resolução do Protein Data Bank, um repositório público global de estruturas proteicas, utilizando um novo algoritmo que desenvolveram internamente, denominado SimplifiedBondfinder. Este pipeline combina aprendizagem automática, modelação mecânica quântica e métodos de refinamento estrutural para revelar ligações químicas subtis que não foram detectadas pelas análises convencionais. Inesperadamente, as ligações NOS não se limitaram a pares de aminoácidos previamente conhecidos, tendo sido também descobertas entre os pares de aminoácidos arginina-cisteína e glicina-cisteína. As ligações NOS foram descobertas pela primeira vez numa investigação conduzida pelo Professor Kai Tittmann da Universidade de Göttingen.
"O nosso trabalho mostra que o Banco de Dados de Proteínas ainda contém química oculta", afirmou a Dra. Sophia Bazzi do Instituto de Físico-Química da Universidade de Göttingen, que liderou o estudo. "Ao desenvolver novas ferramentas digitais e ao revisitar os dados existentes, descobrimos interações químicas que tinham passado despercebidas durante décadas." Estas ligações NOS funcionam como interruptores moleculares, estabilizando as proteínas sob stress oxidativo e influenciando potencialmente toda uma série de processos biológicos. "A nossa abordagem tem implicações muito mais vastas", acrescenta Bazzi. "Pode revelar ligações químicas negligenciadas, conduzindo a modelos proteicos melhorados e fazendo avançar a engenharia proteica, a conceção de medicamentos e a biologia sintética."
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