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Revista Engarrafador Moderno

Estudo resulta na primeira enzima sintética

Publicado em 01 agosto 2018

Um grupo de pesquisadores envolvendo laboratórios de três países- China. Estados Unidos e Brasil - divulgou. recentemente. os resultados de um estudo que levou ao desenvolvimento da primeira enzima sintética totalmente abiótica, ou seja, que pode ser inteiramente produzida em laboratório por síntese química.

O artigo foi publicado na revista Nature Chemistry, um dos principais periódicos da sua área. e tem entre seus autores André Farias de Moura, docente do Departamento de Qufmica (DQ) da Universidade Federal de São Carlos (UFS Car), e Fellipe Mariano Colombari, Doutor pelo Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ) da UFS Car, ambos pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF). um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid) apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

A pesquisa partiu de um material cerâmico bastante conhecido por suas propriedades de absorção e emissão de luz: os quantum dots (pontos quãnticos) de telureto de cádmio (CdTe), partículas extremamente pequenas - no caso especifico, 4,5 nanômetros - que absorvem e emitem rad iação na região da luz visfvel. Para que o material funcionasse em sistemas biológicos, era necessário aumentar a biocompatibilidade e a afinidade das nanopartículas por biomoléculas, o que foi conseguido com o recobrimento da superffcie dessas partrculas com um aminoácido natural, a cisterna. O produto resultante apresentou especificidade para reações de quebra controlada de moléculas de DNA, cortando a dupla hélice de DNA sempre na mesma posição (o chamado "sitio de restrição").

Assim, produziu-se pela . . . pnme1ra vez uma nanoz1ma - nanopartfcula que funciona como uma enzima -, que age da mesma forma que uma endonuclease de restrição (enzima que corta o DNA) natural. A parte experimental da pesquisa foi realizada na China (Jiangnan University) e nos Estados Unidos (University of Michigan). No Brasil. Moura e Colombari desenvolveram modelos computacionais que permitiram compreender porque a nanozima corta o DNA naquela posição específica (sequência de bases específica). Para tanto, utilizaram quantidade expressiva de recursos computacionais de alto desempenho, da própria UFSCar (Cioud0 UFSCar) e do supercomputador Santos Dumont, situado no Laboratório Nacional de Computação Cientlfica (LNCC).

"O estudo configura uma prova de conceito. Mostramos, experimental e computacionalmente. como pensar em uma enzima sintética de modo racional. Ou seja, o processo deixa de acontecer por tentativa e erro: se sabemos como funciona, podemos fazer modificações de modo controlado. A estratégia que desenvolvemos passa a ser um protocolo que permitirá que estudos futuros, buscando nanozimas para reações especificas. economizem tempo e dinheiro", explica Moura.

"Uma aplicação mais imediata seria, por exemplo, na edição gênica. Mas, potencialmente, podemos pensar também, por exemplo, em produzir uma nanozima para atacar um fragmento de material genético de agentes patogênicos- vlrus. bactérias e protozoários - escolhendo um sitio de restrição que não exista no hospedeiro - seres humanos. animais ou plantas. Com isso, teríamos como eliminar os agentes causadores de doenças afetando minimamente o doente", exemplifica o pesquisador.