Mapeamento 3D de proteínas torna possível descoberta de novos medicamentos

Cientistas do Salk Institute for Biological Studies, nos Estados Unidos, desenvolveram um novo método para descobrir a estrutura tridimensional de um grupo de proteínas encontradas na superfície de células que servem como alvos para cerca de metade de todos os medicamentos atuais.

A abordagem, descrita na revista Nature Methods, pode acelerar a descoberta de drogas, fornecendo aos cientistas alvos precisos para novas terapias.

Conhecer a forma tridimensional exata das proteínas de membrana integrais (hIMPs) permite que os desenvolvedores de drogas compreendam os mecanismos bioquímicos precisos pelos quais os medicamentos atuais trabalham e pode permitir desenvolver novos medicamentos que têm como alvo essas proteínas.

"Nossas células contêm cerca de 8 mil dessas proteínas, mas os biólogos estruturais têm conhecido a estrutura tridimensional de apenas 30 hIMPs. Resolvemos mais seis em questão de meses usando essa nova técnica. A informação muito limitada sobre a forma das proteínas humanas dificulta o design orientado de drogas, mas o nosso método deve ajudar a resolver isso aumentando dramaticamente a biblioteca de estruturas hIMP conhecidas", afirma o pesquisador Senyon Choe.

Proteínas de membrana integrais são ligadas à membrana que envolve cada célula, servindo como portas de acesso para a absorção de nutrientes, hormônios e drogas e para remoção de produtos residuais permitindo que as células se comuniquem com o ambiente.

Muitas doenças, incluindo a Alzheimer, doença cardíaca e câncer têm sido ligados ao mau funcionamento de hIMPs, e muitas drogas, que variam de aspirina a medicamentos para esquizofrenia, têm estas proteínas como alvo.

No passado, era extremamente difícil de resolver a estrutura de hIMPs, devido à dificuldade de retirá-las das células e à dificuldade de etiquetar os aminoácidos que compõem as proteínas, um passo chave na determinação da sua configuração tridimensional.

Para contornar este problema, os cientistas criaram um ambiente fora da célula, chamado sistema de expressão célula-livre, para sintetizar as proteínas.

Eles usaram uma câmara que continha todos os elementos necessários para a fabricação bioquímica de hIMPs como se fosse dentro da célula. Este sistema forneceu um número suficiente de proteínas para realizar uma análise estrutural.

O método também permitiu adicionar facilmente aminoácidos às proteínas. Estes aminoácidos exalavam pistas estruturais quando analisados com a espectroscopia de ressonância magnética nuclear, um método que avalia as propriedades magnéticas de átomos para determinar as propriedades físicas e químicas de uma molécula.

Os métodos anteriores levavam até um ano para determinar uma estrutura de uma única proteína, mas usando o novo método, os cientistas determinaram a estrutura de seis hIMPs em apenas 18 meses. Eles já identificaram 38 hIMPs que são mais adequadas para a análise com a nova técnica, e esperam que ela possa ser usada para resolver a estrutura de muitas outras proteínas.

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