Prémio Nobel da Química 2017

Qual a vantagem de conhecer biomoléculas que são grandes e complexas?

Jacques Dubochet, Joachim Frank e Richard Henderson

lustrações de Niklas Elmehed | Nobel Media AB 2017

Maria José Calhorda
Imagem cedida por MJC

O Prémio Nobel da Química foi atribuído em 2017, em partes iguais, a três investigadores, Jacques Dubochet (Universidade de Lausana, Suiça), Joachim Frank (Universidade de Columbia, Nova Iorque, EUA) e Richard Henderson (Laboratório MRC de Biologia Molecular, Cambridge, UK) pelo desenvolvimento da microscopia crioelectrónica que permite a resolução da estrutura de biomoléculas em solução com alta resolução.

O grande avanço na determinação de estruturas de sistemas moleculares foi a cristalografia de raios-X, que durante o século XX permitiu a determinação da estrutura, com resolução atómica, para moléculas pequenas e, com elevada resolução (2-3 Å,) para as biomoléculas, como as proteínas. Contudo, esta técnica exige a utilização de cristais. Muitas biomoléculas não cristalizam facilmente e outras decompõem-se durante o processo.

Henderson teve a ideia de usar microscopia eletrónica de transmissão (TEM – transmission electron microscopy) para determinar as suas estruturas. Esta técnica permitia obter, com os equipamentos de alta resolução, certas estruturas moleculares, bidimensionais, com detalhe atómico, mas as biomoléculas geralmente perdiam a estrutura e decompunham-se nas condições operacionais (feixe de eletrões de alta energia e vácuo).

Os melhoramentos que permitiram resolver o problema envolveram dois aspetos. Um deles consistiu na análise e no tratamento dos dados experimentais, por meios matemáticos e computacionais, de modo a obter imagens bem definidas que pudessem mostrar o detalhe das estruturas. Foi este o campo de intervenção de Joachim Frank. O outro permitiu encontrar condições em que as biomoléculas mantivessem a sua identidade – forma e estrutura. Jacques Dubochet estudou meios de as proteger para evitar, por exemplo, a desidratação que levava ao seu colapso. A forma que veio a provar ser mais eficaz foi envolver as biomoléculas em estudo num filme fino de água e forçar a congelação de água na forma de vidro (amorfo) evitando a sua cristalização. Nada disto foi fácil e envolveu anos de trabalho das várias equipas até chegar à microscopia crioelectrónica.

Qual a vantagem de conhecer detalhadamente as estruturas das moléculas, em particular das biomoléculas que são grandes e complexas? Para além da sua beleza, o conhecimento das estruturas permite a conceção de fármacos destinados a alvos bem definidos, tornando essa conceção mais racional e menos aleatória.


Ilustração de Martin Högbom, disponível no site da Royal Swedish Academy of Science

 

Maria José Calhorda, professora do Departamento de Química e Bioquímica de Ciências
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt

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Ciências ULisboa participou na Semana Internacional do Cérebro com palestras e demonstrações em laboratório. A cientista Diana Cunha-Reis destaca a importância da atividade no que diz respeito à partilha da interdisciplinaridade existente na Faculdade junto de alunos do ensino secundário.

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A iniciativa de cidadania europeia “Stop Finning – Stop the Trade” tem como objetivo o término da União Europeia como uma importante plataforma de trânsito para o comércio mundial de barbatanas. "Face à atual legislação, o finning foi vetado em 2003. Porém, o massacre continua", escreve Madalena Sottomayor, aluna de mestrado em Biologia da Conservação da Ciências ULisboa.

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Um estudo - colaborativo e sem precedentes -, liderado por biólogos evolucionistas da Universidade de Toronto Mississauga, no Canadá, capa da Science esta sexta-feira, dia 18 de março, mostra como a urbanização está a influenciar a evolução de plantas no mundo. A investigação desenvolveu-se no âmbito do Global Urban Evolution Project e contou com a participação de quase 300 investigadores e estudantes universitários, entre eles membros da Ciências ULisboa e do Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais.

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Na Póvoa, no Cadaval, distrito de Lisboa, João Vieira, octogenário, emigrante, técnico agrícola e um entusiasta da Agroecologia, lidera um grupo informal que promove variedades crioulas de sementes, que têm vindo a desaparecer desde a sua juventude. Ivo Canelas com Rebeca Mateus, da HortaFCUL, escrevem sobre a necessidade de adotar técnicas agrícolas mais eficientes, combatendo a monopolização da agricultura.

Participantes na EVT 2013, que também tinham participado no Encontro do Vimeiro em 1983

"Ross Leadbetter era amigo verdadeiro dos seus amigos, entre os quais me encontro, e é um dos gigantes da área de Valores Extremos (...)", escreve Maria Ivette Leal de Carvalho Gomes, professora emérita do DEIO Ciências ULisboa, na sequência do falecimento do professor emérito da University of North Carolina at Chapel Hill e doutor honoris causa da ULisboa.

Formação da zona de subducção de Vanuatu

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