Cristalografia de Proteínas

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Os segredos da cristalografia de proteínas

 

Como elucidar a estrutura tridimensional de uma proteína?

 

A resposta a essa pergunta é fundamental se quisermos descobrir drogas que possam inibir alguma enzima vital para algum processo celular. Existem diversas técnicas que podem ser usadas para responder essa pergunta, mas a mais consagrada e com melhor capacidade de resolução ainda é a cristalografia associada a difração de raios-x. 

 

O primeiro passo para estudar a estrutura de uma proteína é produzir ou purificar uma quantidade suficiente dela para se produzir um cristal. A segunda etapa, que pode ser bastante desafiadora, é produzir o cristal. De posse do cristal aí sim vamos ao acelerador para bombardeá-lo com raios-x e coletar dados de difração de raios-x. Temos no Brasil o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), e em fase pré-operacional o Sirius, que são capazes de produzir raios-x apropriados para biologia estrutural.

 

Depois dessa etapa é onde começa a parte de bioinformática, onde os dados de amplitude (mudança de ângulo) e fase (mudança de velocidade) das reflexões é transformado em um mapa de densidade eletrônica dos átomos da proteína. Isso é feito por Transformada de Fourier através de um software como o Phaser, contido no pacote de cristalografia CCP4. De posse do mapa de densidade eletrônica é feito então a construção do modelo, ou estrutura, da proteína usando, por exemplo, o software Coot. Esse software também é útil para fazer o controle de qualidade da estrutura produzida, verificando-se a compatibilidade do dado produzido com a estrutura do modelo.

 

Por fim essa estrutura pode ser submetida ao Protein Data Bank (PDB) para ser disponibilizada publicamente.

 

Você já deve ter ouvido falar que o SARS-CoV-2 se liga pela proteína spike no receptor ACE2 para infectar as nossas células. Mas qual a forma, ou estrutura, do spike e quais são os pontos de ligação do spike ao ACE2?

 

No paper publicado recentemente na revista Nature por Lan e colaboradores, eles usaram difração de raios-x sobre um cristal do complexo entre a proteína spike do SARS-CoV-2 e parte da ACE2. Eles descobriram quais os resíduos que ligam as duas proteínas e que são extremamente parecidos com aqueles do SARS-CoV de 2003. A hipótese é de que os 2 vírus evoluíram de maneira convergente no seu modo de ligar à ACE2, já que tem sequências diferentes.

 

Spike SARS-CoV-2 e ligação a ACE2

LNLS

Phaser

Coot

CCP4

PDB

 

Última atualização: Nov. 4, 2020, 10:55 p.m.

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