Método de produção de proteínas de conceção melhorada
Problema de longa data resolvido: os investigadores descobrem que a dobragem incorrecta impede a utilização eficiente das chamadas inteínas divididas como "cola proteica
As proteínas são os blocos de construção da vida. São constituídas por cadeias peptídicas dobradas, que por sua vez são compostas por uma série de aminoácidos. Desde a estabilização da estrutura celular até à catalisação de reacções químicas, as proteínas têm muitas funções. A sua diversidade é ainda aumentada pelas modificações que ocorrem depois de as cadeias peptídicas terem sido sintetizadas. Uma forma de modificação é o splicing das proteínas. Inicialmente, a proteína contém a chamada "inteína", que se separa da cadeia peptídica para garantir a dobragem e a função corretas da proteína final. Henning Mootz e o estudante de doutoramento Christoph Humberg, do Instituto de Bioquímica da Universidade de Münster, responderam agora a uma questão de investigação de longa data: Porque é que uma variante especial das inteínas, as "split inteins", encontra frequentemente problemas no laboratório que reduzem significativamente a eficiência da reação? Os investigadores conseguiram identificar uma das causas para o mau dobramento das proteínas e desenvolveram um método para o evitar.
O splicing de proteínas raramente ocorre na natureza, mas é muito interessante para a investigação. A solução encontrada pela equipa de Münster abre possibilidades de utilização de inteínas divididas para produzir proteínas úteis na investigação fundamental ou para aplicações em biotecnologia e biomedicina. Cientistas de todo o mundo estão a trabalhar intensamente na síntese de proteínas complexas a partir de dois fragmentos que são difíceis ou impossíveis de produzir através de métodos convencionais. Desta forma, podem ser obtidas proteínas quiméricas em que, por exemplo, uma parte da proteína foi produzida em células de mamíferos, enquanto a outra parte foi sintetizada quimicamente, modificada seletivamente ou obtida a partir de células bacterianas. Para este efeito, são necessárias, como ferramenta, inteínas divididas particularmente potentes. Estas podem unir partes de proteínas separadas, uma vez que consistem em dois fragmentos que se encontram localizados nas cadeias peptídicas inicialmente separadas. Uma vez unidas as partes, a split intein remove-se.
Os investigadores de Münster investigaram a chamada "Aes intein", que permite uma gama particularmente vasta de aplicações graças a uma forma rara de catálise. Ambos os fragmentos da inteína dividida foram produzidos em laboratório em células bacterianas e demonstraram apenas uma baixa produtividade, semelhante à de outras inteínas. Utilizando métodos cromatográficos e biofísicos, a equipa descobriu que uma grande parte de um dos fragmentos produzidos estava presente como um agregado proteico inativo com uma deformação específica. A partir destes resultados, os investigadores tiraram conclusões sobre a causa da deformação incorrecta e utilizaram análises bioinformáticas para identificar alguns aminoácidos responsáveis pela mesma. Utilizando métodos de biologia molecular, introduziram mutações únicas selecionadas no fragmento de inteína, que suprimiram quase completamente a formação dos agregados e aumentaram a produtividade da inteína dividida em conformidade.
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