LNBio develops new method to solve protein structure

Publicado em 09/01/2013
Portal do MCTI, 8th January 2013

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LNBio desenvolve novo método para desvendar estrutura de proteínas

Pesquisa do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), em Campinas, em parceria com a Universidade de São Paulo (USP), desenvolve protocolo de montagem e desenho de proteínas multidomínio, chamado Multidomain Protein Assembly and Design Protocol (MAD). A iniciativa recebeu menção honrosa no 7th Brazilian Association for Bioinformatics and Computational Biology, em 2011, e o prêmio de melhor apresentação no 2º Workshop do Programa Interunidades de Pós-Graduação em Bioinformática da USP, em 2012.

O protocolo reúne métodos experimentais e computacionais para obtenção de modelos tridimensionais de proteínas multidomínio, moléculas que representam dois terços de todo proteoma dos seres eucarióticos e que estão relacionadas a diversos eventos orgânicos, como processos de sinalização celular, proliferação do câncer, diabetes, insuficiência cardíaca, entre muitas outras. O projeto faz parte do doutorado do técnico em desenvolvimento do LNBio Rodrigo Honorato, aluno do programa de pós graduação em bioinformática da USP.

O conhecimento da estrutura dessas proteínas é fundamental para desvendar suas funções, processos bioquímicos por elas mediados e interações com outras moléculas. Os métodos comumente utilizados para resolver estruturas moleculares muitas vezes não são adequados para as proteínas multidomínios, já que elas não formam cristais estáveis para serem submetidos à difração de raios X, e são grandes demais para serem estudadas por ressonância magnética nuclear. O protocolo MAD foi criado exatamente para superar essa dificuldade, com a vantagem de poder ser adaptado ao estudo de interações entre diferentes proteínas.

O pesquisador do LNBio Paulo Sérgio Lopes de Oliveira, um dos responsáveis pelo desenvolvimento do MAD, avalia que as informações fornecidas poderão levar a medicamentos mais eficazes. “O conhecimento das estruturas das proteínas multidomínios permite desenvolver fármacos com alta especificidade, diferentes dos atuais, que muitas vezes agem sobre toda uma família de proteínas e causam diversos efeitos colaterais”, explica.

Estruturas

Os pesquisadores trabalham agora para acurar as estruturas obtidas por meio desse protocolo. Para isso, proteínas multidomínios já conhecidas, como a superóxido desmutase e a neurotoxina botulínica, estão sendo submetidas ao MAD, e os resultados obtidos, comparados às estruturas já validadas. Os comparativos apontam para o sucesso do método.

Pesquisadores do LNBio – laboratório que integra o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), organização social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) – já fizeram uso do protocolo com êxito. Pesquisa publicada na Nature Chemical Biology, publicada em janeiro de 2012, valeu-se também desse método para caracterizar o domínio FERM da enzima cardíaca FAK, quinase de adesão focal. Os resultados desse trabalho apresentaram uma oportunidade de modulação dessa enzima, por meio desse domínio, que poderá auxiliar no combate à hipertrofia cardíaca.

Outra pesquisa do LNBio, publicada no The Journal of Biological Chemistry, em dezembro, empregou o MAD para estudar as interações entre a proteína relacionada ao câncer oral, ADAM17, e a tiorredoxina, uma pequena proteína com função antioxidante. Os resultados mostraram que a atividade da ADAM17 é inibida pela ligação com essa pequena molécula, o que sugere um alvo terapêutico para o câncer oral. Espera-se que em breve o MAD esteja disponível para a comunidade científica para auxiliar em mais descobertas promissoras.

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