Motores biomoleculares AAA+ fornecem evidências A-1 para design

Imagem gerada por IA (acervo de Lexica)

Observação: Há links, no texto original, que já não funcionam mais. Mesmo assim, foram mantidos na tradução.

por Fazale Rana

29 de outubro de 2009

Quando eu era criança, meu pai costumava insistir que eu o ajudasse a consertar o carro da família. Tenho certeza de que ele viu isso como uma forma de me ensinar como os automóveis funcionam e, ao mesmo tempo, de nos unirmos; mas eu odiava isso.

Morávamos perto do West Virginia Institute of Technology em alojamentos para professores fora do campus. Nossa casa ficava em uma encosta. Um longo lance de escadas era a única maneira de chegar em casa a partir da rua, o que significava que não tínhamos garagem. Em vez disso, estacionamos o carro ao lado da calçada, perto do final da escada.

Todo sábado de manhã (ou pelo menos me parece que era todo sábado), trabalhávamos no carro. Para fazer isso, nós (e por "nós", quero dizer eu) tínhamos que carregar ferramentas de casa para a rua. Invariavelmente, nós (e por "nós", quero dizer meu pai) precisávamos de uma ferramenta que não tínhamos conosco, o que significava outra viagem subindo e descendo as escadas para mim. Minha jornada para recuperar as ferramentas necessárias geralmente se repetia muitas vezes antes que meu pai terminasse o que quer que estivesse fazendo com o carro.

Por mais que eu odiasse essa provação, uma das coisas que eu achava fascinante, no entanto, era o quão complexo era o motor do nosso carro, e como meu pai sempre parecia saber qual parte precisava de sua atenção. Mesmo quando criança, eu sabia, só de olhar sob o capô, que engenheiros — e engenheiros muito inteligentes — eram os responsáveis por projetar e montar o motor.

Uma das coisas que acho intrigante como bioquímico é o quanto o funcionamento interno da célula tem em comum com um motor de automóvel. Vários complexos de proteínas dentro da célula operam como máquinas de nível molecular. Na verdade, algumas dessas máquinas têm uma semelhança surpreendente com máquinas feitas pelo homem. Essa semelhança representa um argumento potente para o design inteligente.

Dediquei um capítulo inteiro aos motores biomoleculares no meu livro, The Cell's Design (O design da célula), e escrevi artigos sobre esses fascinantes sistemas de proteínas. (Acesse aqui, aqui {já publicado traduzido aqui no blog} e aqui para acessar alguns desses artigos.)

Um novo trabalho publicado recentemente por uma equipe do Japão identifica ainda outro complexo proteico com propriedades semelhantes às de uma máquina: o transportador HslU. Este motor transloca cadeias proteicas em um grande conglomerado de proteínas em forma de barril (chamado de complexo proteolítico dependente de energia bacteriana, HslUV para abreviar) encontrado em certas bactérias. O HslUV degrada tipos específicos de proteínas e, consequentemente, desempenha um papel na regulação da atividade da célula.

HslUV consiste em um ou dois motores HslU que interagem como complexo HslV. O conjunto HsLV é composto por doze subunidades de proteínas idênticas dispostas para formar dois anéis (cada anel é composto por seis subunidades) empilhados um sobre o outro. Nesta configuração, HslV forma uma estrutura cilíndrica com uma cavidade interna. As proteínas são quebradas dentro desta cavidade. HslU fica no topo (ou no topo e na base se dois complexos HslU estiverem envolvidos) de HslV, transportando cadeias de proteínas para a cavidade HslV.

Usando uma técnica conhecida como simulação de dinâmica molecular, a equipe de pesquisa explorou os processos em escala molecular envolvidos quando o motor HslU move cadeias de proteínas para a câmara de digestão HslV. Cada complexo HslU consiste em um anel de seis subunidades de proteínas idênticas. Localizado centralmente dentro do anel está um poro.

As simulações indicaram que o motor HslU transporta cadeias de proteínas estendidas através deste poro por meio de um mecanismo de remo. As pás são compostas de dois anéis de tirosina localizados um em frente ao outro dentro do interior do poro. Quando fornecidos com energia, os anéis/pás de tirosina se movem de forma coordenada, de modo que ambos os anéis circulam para baixo, para longe um do outro, para cima e, então, em direção um ao outro.

Quando os anéis de tirosina se movem em direção um ao outro, eles entram em contato com a cadeia de proteínas; e conforme os anéis se movem para baixo, eles arrastam a cadeia de proteínas junto. Conforme as pás de tirosina se afastam umas das outras, elas se desprendem da cadeia de proteínas e a reengatam seguindo seus movimentos para cima e para dentro. Conforme esse ciclo se repete, a cadeia de proteínas é transportada de forma gradual para dentro da cavidade HslV como resultado do movimento da roda de pás.

O motor HslU é apenas uma de uma longa lista de máquinas de nível molecular encontradas dentro da célula. As notáveis qualidades mecânicas dessas máquinas biomoleculares são provocativas — ainda mais porque esses sistemas operam com um grau maior de eficiência do que máquinas feitas pelo homem. Elas sugerem que talvez uma mente seja responsável por sua criação; a mesma conclusão que até mesmo uma criança pequena tiraria ao espiar sob o capô de um automóvel.

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Traduzido de AAA+ Biomolecular Motors Provide A-1 Evidence for Design (RTB)

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