Estudo Laboratorial enzimático para entender processos essenciais da vida.

                      Nos estudos coordenados por Guilherme Menegon Arantes, o conhecimento de teorias da física, somado ao uso de ferramentas computacionais, ajuda a entender como se dão as reações químicas que coordenam processos biológicos – tudo isso para compreender problemas fundamentais da vida.
                      "Vida são esses conjuntos de reações acopladas, autorreguladas. Entender o mecanismo dessas reações e seus acoplamentos é entender como a vida funciona no nível microscópico. Este é um projeto ambicioso da ciência moderna”,  afirma o químico. Professor do Instituto de Química (IQ) da USP, ele coordena o multidisciplinar Laboratório de Bioquímica e Biofísica computacionais.
                     Um dos principais desafios enfrentados pelo grupo é entender como funciona a catálise enzimática. Combinando o conhecimento da estrutura molecular da enzima e as teorias de interação das moléculas, os pesquisadores tentam, então, calcular o mecanismo da reação, ou seja, compreender cada etapa que a compõe. Uma reação química pode ser resumida como o reajuste da estrutura dos eletróns de seus reagentes, então o que se busca é saber como acontecem as trocas de elétrons nas enzimas para compreender de que formas elas aceleram as reações.  os pesquisadores contam com a ajuda de diversas ferramentas  computacionais, algumas desenvolvidas com a colaboração do próprio grupo. É o caso do pDynamo, uma biblioteca de programas de código aberto usada para a simulação de sistemas  moleculares, em que se pode fazer vários tipos de arranjo de acordo com a estrutura, teoria  ou tratamento que se quer dar a uma determinada simulação.
                       " Pensamos em um possível modelo de funcionamento da proteína. Então fornecemos a estrutura para o programa, indicando que os átomos estão  inicialmente de uma tal forma, e que as interações são dadas por tais equações”. Com essas informações, o programa vai permitir conhecer a energia envolvida nesse processo. A curva de energia obtida pelo pDynamo permite saber qual a velocidade da reação – a partir daí, é possível comparar o resultado dado pelo programa com dados obtidos experimentalmente e  saber, então, se o modelo pensado explica a reação." detalha o professor Arantes. 

                     Diversas outras propriedades também podem ser calculadas na simulação, como a energia necessária para a reação acontecer, ou ainda, a estabilidade dos produtos gerados a partir dela, por exemplo.
                     O método foi utilizado para conhecer a ação de uma fosfatase, enzima que regula a atividade de outras proteínas com papel importante na divisão celular, ou seja, na produção de novas  células. Uma dessas proteínas, chamada Cdk, só permite a passagem para a fase seguinte do ciclo celular na presença da fosfatase.

Fonte: USP, Destaque Online

                                            Cássia Regina.