Pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas estudam duas enzimas envolvidas na síntese de tetronasina, um metabólito produzido por espécies do gênero Streptomyces com ação antimicrobiana; objetivo é obter moléculas seguras para células humanas

Ao sequenciar o genoma da bactéria, os pesquisadores descobriram os genes envolvidos na produção das enzimas que sintetizam a tetronasina e, usando estratégias de biologia molecular e estrutural, conseguiram produzir essas enzimas em laboratório e entender como funcionam

A tetronasina é uma molécula produzida por bactérias do gênero Streptomyces que possui atividade antimicrobiana, ou seja, é capaz de matar alguns tipos de microrganismos. No entanto, por ser tóxica também às células humanas, não pode ser usada clinicamente.

Essa realidade pode mudar graças a uma pesquisa conduzida no Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) e divulgada na revista Nature Catalysis. Ao sequenciar o genoma da bactéria, os pesquisadores descobriram os genes envolvidos na produção das enzimas que sintetizam a tetronasina e, usando estratégias de biologia molecular e estrutural, conseguiram produzir essas enzimas em laboratório e entender como funcionam. Com base nesse conhecimento, torna-se possível modificar geneticamente as enzimas bacterianas para que produzam moléculas menos tóxicas, que possam ser usadas no desenvolvimento de fármacos.

O trabalho foi realizado durante o doutorado de Fernanda Cristina Rodrigues de Paiva, com apoio da Fapesp e orientação do professor Marcio Vinicius Bertacine Dias, do Departamento de Microbiologia do ICB-USP. Atualmente, Paiva dá andamento à investigação na University of Groningen, na Holanda, durante um estágio de pesquisa.

“Nossos colaboradores trabalham na identificação da bactéria produtora de um determinado composto de interesse e os genes responsáveis por essa produção. Em nosso laboratório, verificamos a estrutura das enzimas usando biocristalografia, técnica que fornece uma visão tridimensional da proteína”, contou Dias.

A tetronasina é um metabólito secundário, ou seja, não é essencial para a sobrevivência da bactéria, mas ajuda na defesa contra outros microrganismos, explicou o pesquisador. “A molécula geralmente atua na membrana de bactérias e protozoários, causando um desequilíbrio na entrada e na saída de íons”, disse.

Além disso, essa molécula tem sido usada como aditivo na indústria de ração animal para promover o ganho de peso e matar parasitas de bovinos.

As duas enzimas envolvidas na biossíntese da tetronasina estudadas pelo grupo do ICB-USP – as Diels-Alderases – catalisam uma reação incomum na natureza e de muita importância na área de química orgânica: a reação de Diels-Alder ou de cicloadição, que é responsável pela formação da complexa estrutura de anéis presentes na tetronasina.

Essa reação foi descoberta em laboratório no século 20 e rendeu o Prêmio Nobel de Química de 1950 para os pesquisadores alemães Otto Paul Hermann Diels (1876-1954) e Kurt Alder (1902-1958). Foi somente por volta de 2010 que os cientistas descobriram que também na natureza era possível encontrar esse tipo de reação química.

De acordo com Dias, conhecendo a estrutura molecular das enzimas é possível modificá-las para que aceitem outros substratos (se liguem a outras proteínas) – que não são os seus naturais – e, a partir daí, produzam novas moléculas.

“Podemos alterar a forma da cavidade em que o substrato da enzima se encaixa, por exemplo, bem como os aminoácidos ali presentes. É uma estratégia de desenvolvimento de fármacos que vem ganhando notoriedade nos últimos anos, pois usa métodos não agressivos ao meio ambiente”, disse. Com informações da do ICB-USP

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bactéria, biologia molecular, molécula, tetronasina

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