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Pesquisadores desafiam hipótese fundamental da bioquímica evolutiva
11 de junho de 2025, 14:02

Fonte

Instituto de Ciência de Tóquio

Publicação Original

Instituto de Ciência de Tóquio

Áreas

Bioinformática, Biologia, Bioquímica, Biotecnologia, Desenvolvimento de Fármacos, Entrega de Medicamentos, Microbiologia, Proteômica

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Resumo

Embora todos os organismos na Terra — mesmo os unicelulares — tenham estruturas proteicas complexas atualmente, isso nem sempre aconteceu. E proteínas primitivas podem conter pistas importantes sobre a origem da vida.

Durante anos, os bioquímicos evolucionistas consideraram a hipótese que as proteínas mais antigas surgiram de uma assinatura simples, chamada de ‘motivo’- ou ‘motif’.

Mas uma nova pesquisa, no entanto, sugere que esse ‘motivo’, sem a proteína circundante, não é tão importante quanto parecia. O estudo foi liderado pela Dra. Lynn Kamerlin, professora da Escola de Química e Bioquímica do Instituto de Tecnologia da Georgia (Georgia Tech), nos EUA, e pelo Dr. Liam Longo, professor do Instituto de Ciência de Tóquio, no Japão.

“Este trabalho remodela completamente a forma como pensamos sobre proteínas”, disse a professora Lynn Kamerlin.

Não é difícil entender por que essa hipótese esteve errada por tanto tempo. O ‘motivo’ está associado ao elemento fósforo, um dos elementos-chave da vida. Muitas das primeiras proteínas ligavam-se a compostos que contêm fósforo. Embora essas proteínas primitivas tivessem estruturas diferentes, frequentemente compartilhavam o mesmo ‘motivo’.

“Durante anos, os pesquisadores entenderam que isso significava que as proteínas complexas de hoje vinham do próprio ‘motivo’ – que essa pequena proteína deu origem a famílias inteiras”, destacou o professor Liam Longo.

Para descobrir as origens da proteína, os pesquisadores analisaram com atenção os dados disponíveis sobre estruturas cristalinas de proteínas. Em seguida, identificaram e caracterizaram computacionalmente as proteínas relevantes. Embora tenham reconhecido algumas das estruturas semelhantes da proteína em sua modelagem, o ‘motivo’ não era idêntico. Eles descobriram que muitos tipos diferentes de proteínas com ligação de fosfato eram possíveis. A ideia de que esse ‘motivo’ fosse de alguma forma especial por si só era falsa.

Os pesquisadores testaram o trabalho em ambientes com água e metanol. O metanol imita ambientes na Terra que podem ter menos água ao redor. Os pesquisadores encontraram ‘motivos’ proteicos comparáveis ​​neste ambiente com metanol, provando que o famoso ‘motivo’ não era único, mas sim um entre muitos ‘motivos’ possíveis com propriedades semelhantes. O que se supunha ser um bloco de construção da vida primitiva é provavelmente apenas um fragmento — e não define todas as possibilidades.

Os resultados da pesquisa – publicada na revista científica Molecular Biology and Evolution, não só ajudam outros estudos sobre a origem da vida, mas também impulsionam avanços na biotecnologia: uma melhor compreensão de como as proteínas naturais evoluíram poderá ajudar outros pesquisadores a criarem proteínas artificiais, impactando desde a administração de medicamentos até o desenvolvimento de novas vacinas.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dra. Lynn Kamerlin

Professora da Escola de Química e Bioquímica do Instituto de Tecnologia da Geogia (Georgia Tech)

Dr. Liam Longo

Professor do Instituto de Ciência de Tóquio

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Molecular Biology and Evolution (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página do Instituto de Ciência de Tóquio (em inglês).

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