Pesquisadores criam aminoácidos “não naturais” diferentes de qualquer coisa encontrada na natureza

Aminoácidos diferentes de tudo o que ocorre naturalmente foram desenvolvidos por uma equipe de pesquisadores, uma descoberta que pode levar a novas terapias protéicas e possivelmente até a novos ramos da química.

Os aminoácidos são componentes básicos das proteínas encontradas em todas as plantas e animais. Cada proteína do nosso corpo é composta pelos mesmos 20 aminoácidos constituintes, todos eles presentes na natureza.

No entanto, novas experiências realizadas por investigadores da Universidade da Pensilvânia revelam que os aminoácidos básicos que aparecem naturalmente no nosso mundo, popularmente reconhecidos como os “blocos de construção da vida”, não são os únicos que podem existir.

Um estudo da equipe publicado na revista Science em 27 de julho revelou um novo método de criação de aminoácidos que os pesquisadores dizem ser inteiramente novo tanto para a natureza quanto para a química orgânica.

Os cientistas sabem há muito tempo que algumas substâncias produzidas por organismos vivos que servem como catalisadores para reações químicas, também conhecidas como enzimas, são capazes de exceder as suas capacidades normais de desempenho quando combinadas com substratos reativos.

Além dos substratos, a luz também pode ajudar a aumentar as reações nessas condições. Em seu recente estudo de pesquisa, a equipe da Universidade de Pittsburg descobriu que, ao combinar uma enzima triptofano projetada que funciona como um catalisador (conhecida como sintase) com um catalisador orgânico reativo à luz, eles foram capazes de criar vários aminoácidos nunca vistos na natureza. .

“Esta é uma transformação completamente nova”, de acordo com Peng Liu, professor de química da Escola de Artes e Ciências Kenneth P. Dietrich da Universidade de Pittsburg.

Liu foi o autor correspondente do recente artigo da Science, juntamente com o colega Binh Khanh Mai (foto acima).

“Dizer a uma enzima para criar uma configuração não natural de um aminoácido é incomum”, disse Liu em um comunicado publicado no site da universidade, acrescentando que “é preciso fazer isso com uma bioengenharia cuidadosa”.

Ao alterar uma porção de uma proteína, os cientistas podem alterar tanto a forma como a função dos aminoácidos, uma faceta da química que pode ter implicações abrangentes numa variedade de campos científicos.

No entanto, conseguir isso em laboratório não é uma tarefa simples. No passado, os pesquisadores tiveram que transformar quimicamente porções de moléculas enquanto pedaços de aminoácidos que os ligavam entre si e formavam cadeias de proteínas eram protegidos.

Em seu artigo, Liu e a equipe da Universidade de Pittsburg, em colaboração com pesquisadores da UC Santa Barbara, descrevem a descoberta de um método mais simples onde usaram um componente químico chamado enzima PLP de uma maneira nova, resultando no que Liu chama de “um método inteiramente novo”. reação."

Primeiro, a equipe empregou simulações de computador para ajudar a compreender a forma como ocorrem várias reações químicas, revelando novos insights sobre o comportamento das partículas que incluíam a distância que um elétron tem que percorrer entre um par de moléculas.

“Tivemos que fazer uma modelagem cuidadosa sobre a probabilidade de isso acontecer”, relata Liu, “porque esta é uma etapa nova na natureza e apoia todo o mecanismo de reação”.

Com a ajuda do Centro de Pesquisa em Computação da Universidade de Pittsburg, a equipe conseguiu simulações com a complexidade necessária, permitindo-lhes colocar supercomputadores para trabalhar para ajudar a desvendar o processo mais delicado que ocorre durante as reações químicas.

Liu diz que há potencialmente um número incontável de aminoácidos não naturais que este novo processo pode gerar, o que levanta a questão de saber se os investigadores também poderiam usá-lo para desenvolver outros novos tipos de reações químicas.

Embora a descoberta de aminoácidos “não naturais” seja em si um avanço fascinante, a equipe de pesquisa diz que este é realmente apenas um primeiro passo para obter uma compreensão mais completa de como funcionam essas reações químicas, que poderiam ter usos benéficos em tudo, desde a criação de novos medicamentos inovadores para aplicações terapêuticas e muito mais.