Molécula com superpoderes promete revolucionar nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/01/2022

A conexão dos peptídeos dá um novo potencial à já muito útil molécula de DNA.
[Imagem: Shankar Pandey et al. - 10.1038/s41467-021-27708-4]

Supermolécula

Cientistas criaram uma supermolécula que eles estão comparando em importância à descoberta do DNA.

A expectativa é que essa "molécula com superpoderes" permita uma nova geração de nanotecnologias, assim como a possibilidade de controle das moléculas de DNA está permitindo a criação de uma infinidade de nanoestruturas, de robôs a carreadores de medicamentos para dentro do corpo.

Na verdade, a supermolécula é "filha" do próprio DNA, resultado de sua fusão com um peptídeo.

Justamente ao lado do DNA, os peptídeos estão entre as biomoléculas mais importantes. E estruturas peptídicas já são usadas, entre outras coisas, para criar proteínas artificiais e várias nanoestruturas.

"Se você combinar essas duas, como nós fizemos, você obtém uma ferramenta molecular muito poderosa, que pode levar à próxima geração de nanotecnologias. Ela pode nos permitir fazer nanoestruturas mais avançadas, por exemplo, para detectar doenças," disse o professor Chenguang Lou, da Universidade Sul da Dinamarca.

Outro exemplo é que esse casamento de peptídeos com DNA pode ser usado para criar proteínas artificiais, que serão mais estáveis e, portanto, mais confiáveis para trabalhar do que as proteínas naturais, que são vulneráveis ao calor, UV, reagentes químicos etc.

Além de ser usada em múltiplas aplicações, a supermolécula explica um dos maiores mistérios da ciência, a quiralidade.
[Imagem: Shankar Pandey et al. - 10.1038/s41467-021-27708-4]

DNA com peptídeo

Na natureza, DNA e peptídeos não se dão muito bem, sendo raras estruturas nas quais os dois apareçam ligados.

Uma das razões para isso é a quiralidade: Todas as estruturas biológicas, das moléculas ao corpo humano, têm uma quiralidade fixa. Pense no nosso coração, que está sempre posicionado no lado esquerdo do nosso corpo. O DNA é sempre destro e os peptídeos são sempre canhotos, então tentar combiná-los é uma tarefa altamente desafiadora.

"Imagine que você queira sobrepor suas duas mãos combinando cada dedo enquanto ambas as palmas estão voltadas para a mesma direção. Você descobrirá que é impossível fazer isso. Você só pode fazer isso se conseguir enganar suas duas mãos para que tenham a mesma quiralidade," explicou o pesquisador Hanbin Mao, da Universidade Estadual Kent.

Foi justamente isso que a equipe fez: Enganou a quiralidade. Eles mudaram a quiralidade do peptídeo, de esquerda para direita, de forma que ele se encaixa com a quiralidade do DNA, e se junta a ele, em vez de repeli-lo.

O resultado é uma molécula composta por estruturas de DNA de três fitas e estruturas peptídicas de três fitas.

Além de formar uma molécula com mil e uma utilidades, a equipe afirma que esta é a primeira vez que se consegue dar uma explicação sobre por que o mundo biológico é quiral: "A resposta é a energia: O mundo quiral requer a menor energia para se manter, portanto é mais estável," disse Mao.

"Nosso próximo passo será investigar se ela pode ser usada para explicar a causa da doença de Alzheimer, na qual os peptídeos defeituosos são os culpados," finalizou Mao.

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