Proteoma: O Novo Desafio da Biologia

Os cientistas acreditam que as maiores descobertas para as pesquisas médicas virão do estudo das proteínas. O estudo da estrutura tridimensional das proteínas vem ganhando espaço em várias instituições mundiais de pesquisa

O conjunto de proteínas que se produzem em um momento determinado e sob determinadas condições em uma célula específica é chamada de proteoma. No caso do organismo humano, por exemplo, calcula-se que são sintetizadas cerca de 100 mil proteínas, com diferentes funções. De uma forma simplificada, o proteoma poderia ser considerado o equivalente protéico ao genoma - o conjunto de genes de qualquer ser vivo.

Como o genoma humano possui um número muito menor de genes do que os cientistas imaginavam inicialmente, acredita-se que as maiores descobertas para as pesquisas médicas virão do estudo das proteínas e não propriamente dos genes. Na verdade, o que define as propriedades de qualquer ser vivo não é exclusivamente o DNA, e sim as proteínas codificadas por ele.

Por isso está sendo realizado, em várias partes do mundo, o estudo da estrutura tridimensional das proteínas, uma vez que é ela que determina a sua função. O objetivo agora, depois de se conhecer o genoma de vários organismos, e inclusive do ser humano, é determinar a composição, estrutura e função de todas as proteínas para saber como elas interagem entre si. Ao contrário do genoma de um organismo, que tem um caráter permanente, o proteoma é extremamente dinâmico, dando uma imagem de todas as proteínas expressas nas células deste organismo, em um dado momento e sob determinadas condições específicas.

O estudo do proteoma (também chamado de proteômica) é muito mais extenso e complicado do que o do genoma. Enquanto o DNA possui somente quatro bases nitrogenadas, as proteínas estão compostas de aminoácidos, dos quais existem 20 tipos diferentes, que podem apresentar milhares de combinações. O DNA está presente no núcleo de qualquer célula, o que facilita a sua obtenção e purificação, já muitas proteínas só estão presentes em alguns tipos de células e somente em certas fases de seu desenvolvimento. Além disso, não basta conhecer a sequência de aminoácidos que forma a proteína, uma vez que é a sua estrutura tridimensional que vai definir o papel que ela desempenha. E, na maioria das vezes, a proteína não age sozinha realizando determinada tarefa, mas sim é uma interação entre elas que vai condicionar o processo.

Proteínas cuja ação esteja relacionada com o aparecimento de certas doenças já estão na mira dos cientistas. Em várias instituições ao redor do mundo há projetos de pesquisa voltados para problemas relacionados à hepatite B, malária, diabete e certos tipos de câncer. Outras importantes aplicações dos estudos proteômicos seriam: o desenvolvimento de novos métodos diagnósticos em medicina, estudos da associação entre diferentes organismos, muito importante para o entendimento de doenças humanas, animais e vegetais; verificação do potencialidade de nossa biodiversidade, na busca de produtos bioativos que possam ter aplicações medicinais ou biotecnológicas etc.

Os métodos de estudos proteômicos se dividem basicamente em duas etapas. Na primeira , as proteínas produzidas pelas células devem ser isoladas a partir do material biológico, utilizando técnicas de fracionamento cromatográfico e métodos eletroforéticos. Em uma segunda etapa, cada proteína deve ser identificada pela sua sequência de aminoácidos, por meio de novos métodos de espectrometria de massas e também pelo sequenciamento direto de sues aminoácidos.

Na vanguarda dos estudos proteômicos está o Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS). Localizado em Campinas, SP, o LNLS ém uma instituição pública mantida com recursos financeiros do Ministério da Ciência e Tecnologia, onde encontramos a maior infraestrutra disponível no Brasil para pesquisas em biologia molecular estrutural. O Centro de Biologia Molecular do LNLS dispõe dos meios necessários para realizar todas as etapas de pesquisas voltadas ao estudo da estrutura de proteínas, incluindo a determinação da estrutura tridimensional por cristalografia de raios-X ou ressonância magnética nuclear. Para realizar este tipo de pesquisa, conta com as opções de uso de uma linha de luz de cristalografia de proteínas, instalada na fonte de luz síncroton, e dois equipamentos de ressonância magnética nuclear. As técnicas de cristalografia e de ressonância se complementam. O LNLS é um dos poucos laboratórios no mundo que tem a combinação destas técnicas para pesquisas em biologia molecular estrutural.
Fonte: Revista de Biotecnologia Biopop (nº01)