Notícia

Cientistas obtêm imagem de alta resolução que mostra estrutura de enzima envolvida com o DNA

Divulgação, MIT

Fonte

Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT)

Data

quarta-feira, 21 fevereiro 2018 18:50

Áreas

Imagens. Biologia. Bioquímica. Oncologia.

Usando um tipo de microscopia eletrônica de última geração, uma equipe liderada por cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, descobriu a estrutura de uma enzima que é crucial na construção do DNA em células humanas.

Sua nova estrutura também revela o mecanismo provável de como as células regulam a enzima, conhecida como ribonucleotide redutase (RNR). Significativamente, o mecanismo parece diferir daquele da versão bacteriana da enzima, sugerindo que poderia ser possível projetar antibióticos que bloqueiam seletivamente a enzima bacteriana.

“As pessoas estão tentando descobrir se há algo diferente o suficiente para que você possa inibir as enzimas bacterianas e não a versão humana”, diz a Dra. Catherine Drennan, professora de química e biologia do MIT e investigadora do Instituto Médico Howard Hughes. “Ao considerar essas enzimas-chave e descobrir quais são as diferenças e semelhanças, podemos ver se há alguma coisa na enzima bacteriana que poderia ser direcionada para drogas de moléculas pequenas”.

A Dra. Catherine Drennan é um dos principais autores do estudo, que aparece na edição de 20 de fevereiro da revista científica eLife. Também participaram da pesquisa a Dra. JoAnne Stubbe, professora do MIT; o Dr. Francisco Astúrias, professor da Faculdade de Medicina da Universidade do Colorado; Edward Brignole, pesquisador do MIT e o Dr. Kuang-Lei Tsai, que agora é professor assistente do Centro Médico Houston da Universidade do Texas.

Uma enzima incomum

A enzima RNR, que é encontrada em todas as células vivas, converte ribonucleotídeos (os blocos de construção do RNA) para desoxirribonucleotídeos (os blocos de construção do DNA). As células devem manter um estoque suficiente desses blocos de construção, mas quando acumulam demais, a RNR é desligada por uma molécula de desoxinucleotídeo conhecida como DATP. No novo estudo, a Dra. Drennan e seus colegas se propuseram a examinar a versão humana da RNR. A estrutura desta proteína, que se revelou muito diferente da versão bacteriana, revelou-se indescritível usando cristalografia de raios-X, o que não funciona bem para proteínas que não se cristalizam rapidamente. Em vez disso, os pesquisadores utilizaram uma forma avançada de microscopia conhecida como microscopia cryo-elétron (cryo-EM).

Novas drogas

Várias drogas contra o câncer, já em uso ou em desenvolvimento, visam a versão humana da RNR, interferindo na capacidade das células cancerosas de se reproduzir limitando o fornecimento de blocos de construção de DNA. A equipe do MIT encontrou evidências de que pelo menos uma dessas drogas, o difosfato de clofarabina, funciona induzindo a formação de anéis alfa rígidos de 6 unidades. Este anel de 6 unidades não é encontrado na forma bacteriana da RNR, que em vez disso se reúne em um anel diferente contendo quatro subunidades alfa e quatro subunidades beta. Isso significa que poderia ser possível projetar antibióticos que visam a versão bacteriana, mas não a versão humana, conclui a Dra. Drennan.

Acesse a matéria completa no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) (em inglês).

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Fonte: Anne Trafton, MIT News Office. Imagem: Divulgação.

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