Notícia com publicação científica
Com uso de luz UV, pesquisadores conseguem melhorar processo de purificação de proteínas
Usando luz UV de onda curta, pesquisadores conseguem purificar proteínas de extratos e culturas de células

Reprodução, TUM

Nova tecnologia melhora purificação de proteínas.

6 de março de 2025, 11:46

Fonte

Anja Lapac, Universidade Técnica de Munique

Publicação Original

Universidade Técnica de Munique

Áreas

Biologia, Bioquímica, Biotecnologia, Desenvolvimento de Fármacos, Engenharia Biológica, Indústria Farmacêutica, Nanotecnologia Farmacêutica

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Resumo

Na Alemanha, pesquisadores desenvolveram uma nova tecnologia que pode melhorar os resultados da cromatografia de afinidade, método amplamente usado até aqui para a purificação seletiva de molécula ou grupo de moléculas de misturas complexas.

Usando um mecanismo físico – a luz Ultravioleta (UV) de onda curta – em vez de reagentes químicos, a equipe de pesquisa conseguiu  purificar proteínas de extratos e culturas de células.

Atualmente, os pesquisadores trabalham na automação do processo inovador, o que permitirá seu uso no desenvolvimento de medicamentos de alto rendimento em empresas farmacêuticas ou de biotecnologia.

Foco do Estudo

Desenvolver tecnologia para melhorar o processo de purificação de proteínas

Por que é importante?

As proteínas desempenham um papel fundamental nas Ciências da Vida — desde a pesquisa básica e aplicações biotecnológicas até o desenvolvimento e fabricação de produtos farmacêuticos.

Cientistas da área de Biologia Molecular precisam de proteínas em sua forma pura para vários propósitos, seja para uso em pesquisas ou como substâncias ativas. Essas proteínas são isoladas de fontes naturais ou produzidas com a ajuda de células geneticamente modificadas.

Para esse fim, a cromatografia de afinidade tem sido o método de escolha há 50 anos. No entanto, esse processo tem uma desvantagem: a proteína alvo a ser purificada pode ser danificada, em particular durante a última etapa do processo.

Estudo

Recentemente, cientistas da Universidade Técnica de Munique (TUM), na Alemanha,  desenvolveram um método que usa luz Ultravioleta (UV) de onda curta – que é invisível para os humanos – para purificar proteínas de extratos e culturas de células.

A equipe de pesquisa, liderada pelo Dr. Arne Skerra, professor de Química Biológica na TUM, desenvolveu uma nova abordagem: “Usamos um mecanismo físico em vez de reagentes químicos. Nossa tecnologia é fundamentalmente diferente do método convencional, sendo mais suave e mais eficiente”, disse o professor Arne Skerra.

O novo método também usa uma coluna de cromatografia preenchida com um material carreador poroso. No entanto, a diferença é que luzes LED são colocadas ao redor da coluna e, além disso, um pequeno apêndice molecular é anexado à proteína alvo.

O acessório simples – chamado Azo-Tag – foi desenvolvido com base no grupo químico sensível à luz ‘azo-benzeno’.

O estudo foi publicado na revista científica Nature Communications.

Atualmente, estamos trabalhando na automação dos processos para tornar [a solução] ainda mais eficiente, especialmente para o desenvolvimento de medicamentos de alto rendimento em empresas farmacêuticas ou de biotecnologia

Dr. Arne Skerra, professor de Química Biológica na TUM

Resultados

O Azo-tag pode mudar sua forma sob exposição à luz e serve como uma ‘âncora molecular’ para a proteína alvo: à luz do dia ou no escuro, a proteína alvo se liga especificamente ao material transportador na coluna de cromatografia por meio desta ‘âncora’. Quaisquer outras substâncias contaminantes e impurezas podem ser lavadas, enquanto a proteína alvo com sua âncora é retida.

No entanto, se as luzes LED forem ligadas e a coluna for irradiada com luz UV suave com comprimento de onda de 355 nanômetros, o Azo-tag é repelido do material transportador para que a proteína alvo seja purificada e concentrada sem danos. Isolada dessa maneira, a proteína pode ser usada diretamente para estudos posteriores — sem etapas adicionais de purificação.

Com o novo método, os pesquisadores demonstraram a purificação de etapa única controlada pela luz – que eles chamaram de ‘excitografia’ – de diversas proteínas, incluindo enzimas e anticorpos contra o câncer de mama, sem a necessidade de agentes concorrentes ou condições de tampão severas, como normalmente aplicado.

Atualmente, uma pequena versão do acessório está sendo usada em laboratório: a coluna de cromatografia mede menos de um centímetro de diâmetro, mas a equipe espera que ela também possa ser construída em uma escala maior.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Arne Skerra

Professor de Química Biológica na Universidade Técnica de Munique (TUM)

Instituições Citadas

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Nature Communications (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Universidade Técnica de Munique (em inglês).

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