O professor Vadim Viviani da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), explica os últimos resultados das pesquisas de seu grupo com materiais bioluminescentes, materiais biológicos capazes de emitir luz.
É como se a enzima protoluciferase fosse um circuito eletrônico, que tem uma bateria, representada pelo oxigênio, e uma lâmpada que é a luciferina.
A bioluminescentes é a produção e emissão de luz por um organismo vivo, através de uma reação na qual energia química é transformada em energia luminosa.
A propriedade é importante para estudar doenças como o câncer ou infecções bacterianas, e também já foi utilizada na detecção de metais pesados no meio ambiente e até em circuitos integrados bacterianos.
Os cientistas brasileiros descobriram um dos principais ‘’disjuntores’’ presentes na caixa de força de enzimas com baixa capacidade de luminescência.
Essas enzimas pertencem à mesma classe das luciferases, responsáveis pela emissão de luz fria e visível em vagalumes. E elas podem ser modificadas geneticamente para aumentar sua potência, ou seja, a intensidade de sua luz.
Eles queriam descobrir como as luciferases dos vagalumes desenvolveram a capacidade de catalisar a reação de oxidação da luciferina, o composto responsável pela bioluminescência de insetos, e produzir sua luz visível intensa.
Nos últimos anos, ao comprar as sequências de aminoácidos da protoluciferase com a luciferase, os pesquisadores começaram a identificar partes da estrutura que poderiam estar envolvidas com a determinação da atividade de produzir luz.
A bioluminescência é a produção e emissão de luz por um organismo vivo, através de uma reação de aminoácidos da protoluciferase.
Os pesquisadores pretendem utilizá-las como indicadores de determinados ácidos orgânicos de interesse biomédico, como os ácidos tóxicos, e biotecnológicos.
A capacidade de servir como um indicador para selecionar determinados ácidos de interesse farmacêutico e biotecnológico talvez represente o maior potencial de aplicações dessas enzimas.
Segundo os pesquisadores algumas luciferases de vagalumes norte-americano, europeu e japoneses já são utilizadas como reagentes analíticos. Elas são usadas para detectar o estado metabólico de uma amostra biológica e biomarcadores de expressão gênica, ou para marcar células de câncer em estudos biofotônicos, por exemplo.
Por meio das pesquisas com o protótipo da enzima luciferase que clonaram e aumentaram a luminescência, os pesquisadores brasileiros pretendem criar por engenharia genética uma nova enzima luciferase que tenha a propriedade de emitir luz comparável às luciferases empregadas atualmente no mercado.
O grupo de pesquisa da UFSCar é um dos únicos dedicados ao estudo de enzimas luciferases no Brasil. No Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP) há um outro grupo, coordenado pelo professor Cassius Stevani, com o qual eles colaboram, que estuda fungos luminescentes.
Em termos mundiais, nenhum grupo conseguiu clonar uma enzima protoluminescente com a capacidade de emitir luz semelhante à do grupo brasileiro.
Karine Andreola
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