Trabalho realizado em parceria com pesquisadores-usuários validou a investigação cristalográfica de pequenas moléculas, além da usual, com proteínas
Da esquerda para a direita: Andrey Fabrício Z. Nascimento (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais – CNPEM), Leopoldo Suescun (Universidad de la República, Uruguay), Alejandro Pedro Ayala (Universidade Federal do Ceará- UFC), Javier Ellena (USP-São Carlos) e Florencia di Salvo (Universidad de Buenos Aires, Argentina).
A Manacá, uma das linhas de luz em operação no Sirius, foi desenvolvida para permitir a análise da estrutura tridimensional de macromoléculas, em especial proteínas. Porém no final do mês de maio recebeu um grupo de especialistas, entre físicos e químicos de universidades nacionais e estrangeiras, que validou a instrumentação atual da linha para que se possa abrir as portas para a comunidade de pesquisadores das chamadas “pequenas moléculas”.
Moléculas consideradas “pequenas”, ou micromoléculas, são aquelas que possuem baixo peso molecular e tamanho na ordem de 1 nm. Sua relevância para estudos de farmacologia é fundamental, visto que são moléculas assim que se ligam às macromoléculas, como proteínas, ácidos nucléicos (DNA e RNA) e polissacarídeos, desempenhando funções vantajosas ou prejudiciais ao funcionamento biológico.
Na maior parte dos casos de estudo dessas moléculas, um aparelho chamado difratômetro de laboratório consegue dar conta e não precisa da luz síncrotron para que seja analisada. No entanto, como explica o coordenador responsável pela linha Manacá, Andrey Nascimento, além de poder diminuir o tempo de análise dos cristais difratados de horas para alguns minutos no caso de cristais muito pequenos, o uso do síncrotron é mais indicado que o de um difratrômetro em situações em que a molécula a ser analisada é de difícil obtenção ou rara, como metabólitos naturais, por exemplo. “Nesses casos, o Sirius estará disponível para análises de pesquisas, que de outra forma não seriam possíveis”, explica Nascimento.
O primeiro teste da linha de luz Manacá com uma molécula dessa natureza foi realizado com sucesso ao fazer parte de um estudo multidisciplinar interno de pesquisadores do CNPEM. Depois do teste inicial, foi convocado um grupo de trabalho específico que focasse na implementação mais sistemática das medidas na linha e softwares para um atendimento ampliado para a comunidade de moléculas pequenas.
“Durante esse processo de validação da linha Manacá com a cooperação entre a equipe técnica da linha e usuários externos experientes, pudemos testar os limites com amostras reais, o que resultou no aperfeiçoamento de protocolos e rotinas, que são agora disponibilizados para toda comunidade científica” comenta Mateus Cardoso, Chefe da Divisão de Matéria Mole e Biológica do LNLS.
Para tanto, foi necessário aumentar a energia da linha, aproximar o detector da amostra e instalar uma peça de melhoria que reorienta os cristais ao girar a amostra que recebe o feixe de luz. Os responsáveis por pensar, calibrar e testar as novidades foram, além do coordenador da linha Manacá, a pesquisadora Florencia di Salvo, da Universidad de Buenos Aires, Javier Ellena, da USP-São Carlos, Alejandro Ayala, da Universidade Federal do Ceará e Leopoldo Suescun, da Universidad de la República. Os dois últimos integram também o atual Comitê de Usuários do LNLS.
O grupo de pesquisadores trouxe amostras de seus respectivos laboratórios para o Sirius para realizar os testes e, segundo Andrey Nascimento, “conseguiram medir na Manacá cristais que nem sonhavam com os difratômetros de laboratório”. Além disso, o grupo também usou como mólecula-modelo o próprio composto gerado no CNPEM como subproduto do estudo interno anterior.
Ao concluírem os dias de experimentos, os pesquisadores relataram poucos desafios, como a melhorias na peça que reorienta os cristais, redução da distância amostra-detector e a possibilidade uso de um robô para montagem automática de amostras, mas, de forma geral e unânime, declararam um resultado bastante satisfatório e bem-sucedido.
“Membros do comitê de usuários do LNLS sabiam do interesse da comunidade de cristalografia de raios x de moléculas pequenas em usar as linhas de luz do Sirius para coletar dados de qualidade sobre cristais muito pequenos ou sensíveis à radiação. Pensando nisso, uma série de experimentos foram propostos para que membros do comitê, especialistas na técnica e o coordenador da linha pudessem analisar coletivamente este difícil problema para confirmar a utilidade da linha Manacá no problema proposto. E, assim, desenvolver um procedimento automatizado para que usuários menos experientes pudessem estudar estes cristais de forma autônoma. Os procedimentos desenvolvidos tiveram resultados muito positivos e que aumentarão o alcance do Sirius para a comunidade de cientistas dedicados à química orgânica, inorgânica e à físico-química” declara Leopoldo Suescun, da Universidad de la República do Uruguai (UdelaR).
Apesar de as melhorias nas linhas de luz de um síncrotron serem contínuas, este é um marco importante para a linha Manacá, que tornou agora o processo mais fácil e automático para usuários menos experientes e proporcionará uma nova e imensurável gama de possibilidades de pesquisa.
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