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Estudo detalha atuação de proteína capaz de capturar metais livres associados a doenças neurodegenerativas

Estudo detalha atuação de proteína capaz de capturar metais livres associados a doenças neurodegenerativas

Pesquisadores do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP) em conjunto com a Universidade de Nanjing na China descreveram o mecanismo pelo qual age a metalotioneína humana, proteína que controla a concentração de metais como zinco, cobre, ferro e mercúrio e outros metais pesados no organismo, sendo essencial no processo de detoxificação.

O trabalho foi publicado na revista Research, e contou com simulações moleculares por supercomputação e técnicas de microscopia de força atômica no intuito de compreender como funciona o estabelecimento e quebra das ligações entre a proteína e os metais.

A metalotioneína humana é, segundo os autores do estudo, uma proteína muito dinâmica, sofrendo constantemente alterações em sua estrutura tridimensional dependendo de sua ligação com determinado metal, característica que dificultou a sua descrição estrutural e mais compreensão sobre seu funcionamento até agora. Esta proteína é de suma importância na manutenção da homeostase do corpo humano, uma vez que regula a concentração dos metais que, mesmo quando são essenciais para a nossa saúde, quando livres, podem causar toxicidade e danos às células e tecidos.

A metalotioneína consegue encapsular estes átomos e evitar que causem reações adversas. Por outro lado, ela também pode se ligar de forma instável a eles, permitindo que metais necessários ao metabolismo sejam liberados para que possam exercer suas funções nos locais e momentos ideais. Além disso, ela se liga a metais pesados/tóxicos, tais como o mercúrio e cádmio, entre outros, agindo como um quelante. 

Quando há átomos de metais livres em excesso no organismo, estes podem se concentrar em neurônios, se ligar a algumas proteínas-chave e impedir que estas células realizem suas funções de forma normal. Este fenômeno estaria, segundo os pesquisadores, relacionado ao desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. Ademais, os metais livres podem interferir diretamente no metabolismo energético, prejudicando o funcionamento da mitocôndria e aumentando a produção de radicais livres e estresse oxidativo, os quais podem lesionar as células e os tecidos. Os autores concluem que, embora termodinamicamente estável, a metalotioneína é cineticamente lábil, e a compreensão de seu funcionamento é fundamental para a intervenção de diversas doenças.

Conteúdo desenvolvido por Caroline Ahrens 

Referências:

Yuan G, Curtolo F, Deng Y, Wu T, Tian F, Ma Q, Liu Y, Zuo J, Arantes GM, Zheng P. Highly Dynamic Polynuclear Metal Cluster Revealed in a Single Metallothionein Molecule. Research (Wash D C). 2021 Jul 14;2021:9756945. doi: 10.34133/2021/9756945. PMID: 34368766; PMCID: PMC8299258.

 

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